Embriones de mono cultivados en laboratorio desarrollan órganos en 3D

Científicos chinos lograron hacer crecer embriones de mono cultivados en un laboratorio durante un período de 25 días después de la fertilización: no hay registro hasta ahora de embriones que hayan sobrevivido tanto tiempo en un entorno de laboratorio. Pero además de lograr una mejor capacidad de supervivencia, los investigadores también pudieron ver el crecimiento y el desarrollo de órganos en tres dimensiones, hasta una etapa avanzada que se observa en forma natural en estos organismos.

Investigadores de la Academia de Ciencias de China en Beijing y de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming en Yunnan, también en China, han cultivado embriones de mono en el laboratorio el tiempo suficiente para observar el comienzo de la formación de órganos y el desarrollo del sistema nervioso, algo muy difícil de conseguir en los embriones que crecen en el útero. 

Implantan en monos embriones creados en laboratorio con células madre

Al alcanzar la edad de 25 días, se convirtieron en los embriones de primates más antiguos que se han cultivado fuera del útero hasta hoy. El avance representa un paso importante en el diseño de métodos que puedan mantener embriones fuera del útero durante más tiempo: los mismos pueden ser vitales para obtener nuevos y notables adelantos en el campo del desarrollo embrionario, la genética y la salud, entre otras áreas. 

Superando límites

Los resultados de la investigación se presentan en dos nuevos estudios publicados recientemente en la revista Cell. En tanto, en un artículo publicado en Nature se informó que estos mismos científicos, en investigaciones previas, habían logrado cultivar blastocistos de mono (bolas de células en división) en placas de Petri durante un máximo de 20 días. En esa ocasión, luego de ese tiempo todos los embriones colapsaron, lo que imposibilitó ver etapas más avanzadas de su desarrollo, como por ejemplo los primeros signos del sistema nervioso y la formación de órganos.

Ahora, los investigadores han logrado superar sus propios límites y uno de los grandes escollos en este tipo de estudios, porque resulta muy complejo mantener vivos a los embriones cultivados en el laboratorio durante más de un par de semanas. La mayoría de ellos son solamente una bolsa mixta de células en un plato y no logran superar ese estadio primigenio. En su nuevo estudio, los investigadores chinos cultivaron los embriones en pequeños conductos, una condición que les permitió crecer y desarrollarse en tres dimensiones, como lo harían dentro del útero. 

Aproximadamente 15 días después de la fertilización, más de la mitad de los embriones tenían un disco embrionario, o sea una masa plana de células. Posteriormente, estos discos formaron las tres capas celulares principales del cuerpo, denominadas endodermo, mesodermo y ectodermo: a partir de ellas se desarrollan todos los sistemas y órganos que caracterizan a un mono que crece en forma natural.

Científicos impresionados por los avances

Además, los embriones cultivados en laboratorio también mostraron características genéticas similares a las observadas en los embriones de mono naturales, durante el mismo período de tiempo. Ya sobre el día 20, los embriones contaban con una placa neural, una de las primeras características del sistema nervioso. De la misma forma que en los embriones naturales, esta placa se engrosó y se dobló en un tubo, que posteriormente forma la base del cerebro y la columna vertebral. Por si esto fuera poco, los científicos también identificaron células que eventualmente se convertirían en neuronas motoras. 

En el segundo estudio publicado, los investigadores describen cómo algunas células del mesodermo de los embriones se habían diferenciado en células del músculo cardíaco, en tanto que otras habían madurado en células que se encuentran en el revestimiento de los vasos sanguíneos y linfáticos. Al mismo tiempo, el equipo de especialistas también identificó células que se convierten en tejido conectivo y que forman la base del sistema digestivo.

Para finalizar, los investigadores también encontraron señales de que las células sanguíneas y sus componentes estaban comenzando a tomar forma en el saco vitelino, encargado de suministrar nutrientes a los embriones. “Hemos quedado profundamente impresionados. Estas células sanguíneas son casi imposibles de obtener durante el desarrollo embrionario humano”, concluyó según Nature Tao Tan, una de las científicas implicadas en el proyecto.

Referencias

Ex utero monkey embryogenesis from blastocyst to early organogenesis. Yandong Gong et al. Cell (2023). DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.04.020

Neurulation of the cynomolgus monkey embryo achieved from 3D blastocyst culture. Jinglei Zhai et al. Cell (2023). DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.04.019