Crean una nueva generación de embriones sintéticos sin óvulos, esperma ni útero, y con un cerebro más desarrollado

El mundo se sorprendía hace unas semanas cuando el laboratorio israelí liderado por el biólogo Jacob Hanna publicaba un estudio en la revista 'Cell' demostrando que había sido capaz de cultivar embriones sintéticos más allá del octavo día de desarrollo a partir de células embrionarias de ratón, pero sin utilizar esperma, óvulos o tan siquiera un útero de ratona. Ahora, un equipo de la Universidad de Cambridge ha emulado este mismo experimento consiguiendo una tasa de éxito algo mayor que el grupo de Hanna y un cerebro con estructuras más complejas. Los resultados acaban de publicarse en la revista 'Nature'.

A partir de células embrionarias de ratón, se crearon grupos celulares que fueron introducidos en una suerte de 'útero mecánico' -ideado de hecho por Hanna, quien también es autor del estudio de Cambridge-, donde los embriones flotan en pequeños botes con una solución llena de nutrientes. Los vasos de precipitados están encerrados en un cilindro giratorio que los mantiene en constante movimiento y simula cómo la sangre y los nutrientes fluyen hacia la placenta. El dispositivo también replica la presión atmosférica del útero de un ratón.

Así es como los investigadores, encabezados por la bióloga Magdalena Zernicka-Goetz, profesora en el departamento de desarrollo de mamíferos y biología de células madre en el Departamento de Fisiología y Neurociencia de Cambridge, consiguieron imitar los procesos naturales de la reproducción pero en el laboratorio; para ello, 'guiaron' a las células madre para que se organizaran en estructuras que progresaron a través de las sucesivas etapas de desarrollo hasta que los embriones presentaron corazones que latían y los cimientos de un futuro cerebro -aunque el sistema no imita completamente todas las fases de desarrollo-, además de estructuras del exterior del embrión, como el saco vitelino y la placenta.

Sin embargo, no estaban presentes otras estructuras, como el cordón umbilical, lo que no hace posible implantar estos embriones en un útero para que lleguen a nacer. «En su forma actual, estas estructuras parecen y muestran los patrones de expresión génica de los embriones, pero no son embriones reales. El estándar de oro para un embrión de ratón sería implantarlo en el útero de una hembra receptiva y desarrollarlo a término. Pero carecen de las estructuras que les permitirían implantarse en el útero y desarrollarse más», señala Zernicka-Goetz.

La base de ambos experimentos es la misma y el tiempo de desarrollo también: 8,5 días (más o menos, la mitad del tiempo de gestación del embarazo de una ratona, que son unos 19 o 20 días); sin embargo, sí que hay pequeños cambios que han producido distintas consecuencias. A diferencia del experimento de Hanna, los embriones del equipo de Zernicka-Goetz utilizaron una mezcla de otro tipo de células embrionarias que dieron lugar a un mayor desarrollo de algunas estructuras, como el cerebro anterior, la zona más voluminosa y compleja de este órgano. «Pero nuestro modelo de embrión de ratón no solo desarrolla un cerebro, sino también un corazón que late y todos los componentes que componen el cuerpo», afirma Zernicka-Goetz. «Es increíble que hayamos llegado tan lejos. Este ha sido el sueño de nuestro grupo durante años y el principal enfoque de nuestro trabajo durante una década. Finalmente lo hemos logrado».

Además, en este experimento, la tasa de éxito fue del 1%, que si bien sigue siendo baja, supera a la de las pruebas del equipo israelí, que alcanzó un 0,5%, según sus cálculos. «La frecuencia de estos embriones sintéticos es muy baja: muchos colapsan unos días antes de madurar y todos presentan muchos defectos en la organización de los tejidos y órganos», explica a ABC Alfonso Martínez Arias, profesor de investigación ICREA e investigador en Sistemas de Bioingeniería-MELIS de la Universidad Pompeu Fabra. «Por el momento, no está claro cómo este sistema sustituirá al método natural, que proporciona embriones de manera más eficiente y robusta». Aún así, Martínez Arias señala que el punto más positivo de ambos artículos «es que da idea de que es un resultado real y no una carambola». «Es un un avance importante, pero con demasiados problemas para pensar que va cambiar la trayectoria de la investigación rápidamente», señala.

Por su parte, Lluis Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB-CSIC), apostilla al respecto en declaraciones a SMS España: «Sin duda estamos ante una nueva revolución tecnológica, todavía muy ineficiente, pero con un enorme potencial. Recuerda a avances científicos tan espectaculares como el nacimiento de la oveja Dolly, que conocimos en 1997, reconstruyendo un embrión con el núcleo de una célula somática, o las células embrionarias pluripotentes inducibles, las iPS, descritas por Yamanaka en 2006, que lo llevaron a obtener el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2012, compartido con John Gurdon, pionero de la clonación animal en anfibios. Una revolución que naturalmente también suscita nuevos dilemas éticos, si alguna vez pensamos trasladar estos experimentos a la especie humana para la generación de embriones sintéticos humanos, quizás con el fin de usarlos para obtener nuevos tejidos u órganos para reparar o substituir los que estén dañados, como ya se ha propuesto explorar Hanna, a través de una empresa creada por él ad hoc».

Ambos experimentos señalan la posibilidad cercana de estudiar las primeras etapas embrionarias de los mamíferos sin necesidad de utilizar embriones de animales. «Este período de la vida humana es muy misterioso, por lo que poder ver cómo sucede en una placa de laboratorio, tener acceso a estas células madre individuales, comprender por qué fracasan tantos embarazos y cómo podríamos evitar que eso suceda es bastante especial», señala Zernicka-Goetz.

También los dos laboratorios indican que hay posibilidades, a largo plazo, de poder utilizar este sistema para crear órganos sintéticos 'a la carta' para trasplantes. «También debería ser posible afectar y curar órganos adultos utilizando el conocimiento que tenemos sobre cómo se fabrican», señala la bióloga. «El embrión es la mejor bioimpresora 3D. El mejor método para crear órganos y tejidos adecuados», afirma Hanna, quien ha declarado que ha empezado a probar con sus propias células para crear embriones sintéticos humanos.

Es más, en la página web de la compañía que ha fundado para estudiar este campo, Renewal Bio, se explica que su objetivo es «hacer que la humanidad sea más joven y saludable, aprovechando el poder de la tecnología con células madre», que se puede «aplicar a una amplia variedad de dolencias humanas, incluidas la infertilidad, las enfermedades genéticas y la longevidad». Promesas aparte, sin duda el campo de los embriones sintéticos se posiciona como uno de los campos científicos con mayor potencialidad y, también, mayor debate.