Avances en la Comprensión de la Gastrulación: Un Hito en el Estudio del Desarrollo Embrionario
La gastrulación, un proceso crucial en el desarrollo humano, debe ser familiar para todos, según el biólogo Alfonso Martínez-Arias. Este proceso inicia con una célula fecundada, que tras 14 días aún se presenta en forma de una simple bolita. Sin embargo, alrededor de siete días después, el embrión desarrolla un «plan corporal» y la base de todos los órganos, todo en una estructura del tamaño de la punta de un lápiz. Así define Martínez-Arias la importancia de la gastrulación.
Observaciones en Embrión de Primate
Hasta ahora, observar la gastrulación en humanos ha sido un desafío tanto técnico como ético, lo que ha llevado a considerarla uno de los mayores misterios del desarrollo. Un reciente estudio realizado por Martínez-Arias y un equipo de científicos chinos ha permitido observar este proceso de manera continua en el primer modelo de embrión de primate que alcanza los 25 días de desarrollo, marcando un avance significativo en el ámbito. Nature destaca este hallazgo como un importante paso adelante en la biología del desarrollo.
Impacto en la Comprensión de Malformaciones Congénitas
En humanos, solo uno de cada tres óvulos fecundados se convierte en un bebé, y se desconoce la causa de muchos de estos fracasos. Muchas malformaciones congénitas que afectan a las personas están asociadas a problemas que ocurren durante la gastrulación, los cuales a menudo no son identificados. La investigación de Martínez-Arias, profesor emérito de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona, se centra en abordar estos problemas a través de los nuevos modelos de embrión de primate, en colaboración con Zhen Liu del Instituto de Neurociencia de la Academia de Ciencias de China en Shanghái.
La Barrera de los 14 Días
La gastrulación define el inicio de la individualidad, ya que, después de los 14 días, un embrión no puede formar gemelos. Hasta el momento, no se han llevado embriones humanos más allá de este límite debido a razones legales y éticas. En 2021, Liu y su equipo lograron llevar modelos de embrión a 17 días dentro del útero de macacas, observándose los primeros pasos de la gastrulación, aunque los embarazos resultaron en fracasos posteriores.
Innovaciones en Cultivo de Células Madre
En esta nueva investigación, el equipo utilizó células madre embrionarias de macacos para desarrollarlas hasta la etapa de blastocisto, seguida por una innovadora técnica de cultivo en líquido que permitió su crecimiento tridimensional. Esto resultó en el desarrollo exitoso hasta el día 25, superando en tres días la fase de gastrulación. Comparaciones entre estos embriones artificiales y los naturales confirmaron que replican características clave, incluyendo los componentes de músculos, tubo digestivo, sangre y cerebro, así como las células germinales que dan origen a óvulos y espermatozoides.
El Futuro de la Investigación en Gastrulación
A diferencia de los embriones de ratón, que se habían cultivado previamente más allá de la gastrulación, los embriones de primate ofrecen un modelo más cercano a los humanos en términos de desarrollo. Estos nuevos modelos son una alternativa ética que evita el uso de embriones naturales. Martínez-Arias subraya que en biología del desarrollo ningún fenómeno ocurre cuando se espera. Muchos problemas observados durante el desarrollo son consecuencias de eventos que suceden en la gastrulación, lo que plantea un potencial significativo para tratamientos futuros.
Perspectivas de la Nueva Investigación
El biólogo Nicolas Rivron, quien no participó en el estudio, señala que este trabajo representa la primera demostración de que los modelos pueden crecer más allá del umbral crítico de la gastrulación, aunque advierte que todavía son «imperfectos». Investigadores como Xiangyu Kong y Thorold Theunissen de la Universidad de Washington consideran que esta investigación abre una ventana única para observar el desarrollo embrionario inicial en primates.
Los científicos involucrados en el estudio están buscando replicar estos hallazgos en embrión humano, aunque se enfrentan a retos biológicos para lograr que los modelos embrionarios maduren adecuadamente.
