Embriones «quimera» humano y mono son cultivados en placas de laboratorio

Embriones «quimera» humano y mono son cultivados en placas de laboratorio

16 abril, 2021 Desactivado Por Alejandro

Un logro investigador que escapa de lo considerado éticamente correcto ha sido hecho: han cultivado embriones parte humano y mono en placas de laboratorio.

Un grupo de investigadores inyectaron docenas de células mamá humanas en embriones de mono en desarrollo y los mestizos resultantes lograron sobrevivir hasta 20 días en placas de laboratorio.

Estos embriones de mono humano algún día podrían servir como modelos útiles para las dolencias humanas, el desarrollo embrionario y el envejecimiento, anotaron los autores del ensayo en un reciente reporte, difundido el 15 de abril en la revista Cell.

Al realizar zoom en la interacción de las células humanas y animales en los embriones, los investigadores además podrían aprender cómo auxiliar a las células humanas a sobrevivir entre las células animales, lo que podría realizar avanzar el esfuerzo para realizar crecer órganos humanos en modelos animales vivos.

Tales investigaciones ofrecerían una ventana a la biología humana que de otro modo necesitaria experimentar con humanos, haciendo que tales investigaciones sean hoy en dia imposibles. Desde luego, el desarrollo de quimeras humano-animal, organismos que contienen células de dos o más razas, plantea sus propias inquietudes éticas, sobre todo en lo que corresponde a cuánto tiempo se debe permitir que se desarrollen esos embriones.

En la antigüedad, los investigadores han intentado incorporar células mamá humanas en embriones de cerdo y oveja, con el objetivo final de cultivar órganos humanos en el ganado para su empleo en cirugías de trasplante, anunció la revista Science. Pero muy escasas células humanas lograron sobrevivir a los ensayos.

La baja tasa de supervivencia podría deberse al hecho de que los cerdos y las ovejas no están intimamente relacionados con los humanos, evolutivamente hablando, manifestó el creador principal Juan Carlos Izpisúa Belmonte, maestro del Salk Institute for Biological Studies en La Jolla, California. en un correo electrónico. Como ejemplo, los cerdos y los humanos han estado divergiendo unos de diferentes durante 90 millones de años, cuando distribuyeron por última vez un ancestro habitual, manifestó.

Debido a que los expertos utilizaron monos en el reciente ensayo, «la separación evolutiva es menor, y esto puede aclarar la mayor eficiencia relativa de la integración de las células mamá humanas en la quimera», manifestó Izpisúa Belmonte. Los modernos datos recopilados de los embriones de humanos y monos podrían suministrar indicios sobre cómo realizar crecer mejor las células humanas en animales vinculados más distantes, manifestó Izpisúa Belmonte.

Si bien esta línea de investigación podría conducir a avances emocionantes en la ciencia médica, hay inquietudes éticas que abordar, manifestó Alejandro De Los Ángeles, biólogo de células mamá de la Facultad de Medicina de la Yale University, que no tomó parte en el ensayo.

De Los Ángeles manifestó en una declaración:

“Una de las principales inquietudes con las quimeras humano-animal es si ocurrirá la ‘humanización’ de las quimeras, como ejemplo, si tales quimeras adquieren una cognición parecido a la humana. en cambio, estas inquietudes no se aplican necesariamente al reciente experimento, dado que a los embriones solo se les dejó desarrollarse durante un tiempo restringido y no se implantaron en un útero, manifestó. Pero para investigaciones futuros, será notable discutir cuánto tiempo se debe permitir que los ensayos duren”.

Combinación de células humanas y de mono

Para producir los embriones de mono humano, los expertos primero recolectaron ovocitos, un precursor de los óvulos maduros, de macacos Cynomolgus (Macaca fascicularis), maduraron las células en cultivo y después las inyectaron con esperma de macaco para fertilizarlas. Posteriormente de seis días, las células fertilizadas se dividieron en células adicionales y después se ensamblaron en esferas huecas, conocidas como blastocistos; en un embarazo normal, un blastocisto se implantaría en el útero y después daría sitio a un embrión de pleno derecho.

Crédito: Weizhi Ji, Kunming University of Science and Technology

En este experimento, el equipo transfirió los blastocistos de mono en desarrollo a placas de laboratorio y usó un láser para suprimir su capa exterior transparente, llamada zona pelúcida. Sin una zona pelúcida intacta, los blastocistos se adhieren a la placa de laboratorio en la que se ubican, imitando de alguna forma cómo se implantarían en la pared uterina. Después, el equipo aplicó un procedimiento desarrollada por el coautor del ensayo Weizhi Ji y su laboratorio que permite que los embriones de mono sobrevivan durante 20 días fuera del cuerpo materno; esta técnica incluye realizar pequeños ajustes a la solución de cultivo que rodea las células.

Seis días mas tarde de fertilizar las células del mono, los expertos inyectaron 25 células mamá humanas en cada blastocisto. Estas células, llamadas extended pluripotent stem (EPS) (o células mamá pluripotentes extendidas), pueden diferenciarse tanto en tejido embrionario como en tejidos «extraembrionarios», que apoyan al embrión en desarrollo al suministrar nutrición y suprimir los desechos.

Los 132 embriones aun contenían células humanas un día mas tarde de la implantación, pero solo 111 embriones se adhirieron con éxito a las placas de laboratorio. De estos, 103 embriones lograron sobrevivir hasta el día 10 mas tarde de la fertilización. Su número se redujo drásticamente entre los días 15 y 19, dejando solo tres embriones supervivientes al final del experimento.

Más de la mitad de los embriones supervivientes aun contenían células humanas en el día 9 y mas o menos un tercio aun contenían células humanas en el día 13. Estas células humanas se integraron en la masa celular interna, la parte del blastocisto que da sitio al embrión, saco vitelino y amnios (una membrana protectora). El numero de células humanas que lograron sobrevivir superó con creces la observada en un ensayo anterior, en el que Izpisúa Belmonte y sus colegas inyectaron células humanas en embriones de cerdo.

Macaca fascicularis en Ngarai Sianok, Bukittinggi, Sumatra Occidental. (WIkimedia Commons)

Próximos pasos y consideraciones éticas

asimismo de rastrear cuántas células mamá humanas lograron sobrevivir en el transcurso del experimento, el equipo además estudió qué genes se activaron en los embriones quiméricos durante el desarrollo y qué proteínas produjeron. El equipo recopiló los mismos datos de un montón de embriones de mono inalterados para ver si la expresión genética aparentaba distinto en los embriones quiméricos.

Si se compara con los embriones inalterados, los embriones quiméricos activaron genes adicionales y formaron un montón distinto de proteínas, encontraron los autores. Ellos plantean la teoría de que varios de estos genes y proteínas pueden estar implicados en la «comunicación» entre el mono y las células humanas, y que estas líneas de comunicación pueden ser clave para la supervivencia prolongada de las células humanas, manifestó Izpisúa Belmonte.

De rostro al futuro, el equipo planea investigar más a fondo estas vías de comunicación «para definir cuáles son fundamentales para el éxito de este proceso», manifestó Izpisúa Belmonte. Si estos cambios moleculares pudieran replicarse en diferentes razas, como los cerdos, podría eventualmente mejorar los intentos de desarrollar tejidos y órganos humanos en estos animales, añadió.

La creación de quimeras mono humano ha despertado la controversia por las cuestiones éticas.

Con el trasplante directo, los expertos pueden predecir cómo los tejidos trasplantados se integrarán en el animal más grande y pueden definir si un trasplante podría ingresar a un área de inquietud, como el cerebro y las gónadas, escribieron. Pero en un embrión quimérico, las células humanas pueden eventualmente incorporarse en todo el organismo, admitiendo que se permite que el embrión se desarrolle durante algún tiempo.

En los modernos ensayos, «los embriones aquí no se transfirieron a un útero y, por lo tanto, no pudieron dar sitio a animales quiméricos vivos o inclusive a fetos», y el crecimiento de quimeras completas en un útero no es el objetivo a largo plazo de esta investigación, indicaron. «La implantación de embriones de mono humano sería éticamente polémico y deberá ser discutida por investigadores, especialistas en ética y el público anteriormente de seguir adelante con tales experimentosa, manifestó De Los Ángeles.

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asimismo, los investigadores deberán considerar seriamente el bienestar de los animales implicados en el estudio futura de quimeras, particularmente la de primates no humanos, y además evaluar los riesgos y beneficios potenciales para los humanos, escribieron Greely y Farahany.

Actualmente que es factible cultivar embriones de primates humanos durante períodos prolongados, estas discusiones deberían ocurrir más pronto que tarde, dijeron.

Los descubrimientos de el estudio han sido publicados en la revista Cell.