Los modelos de embriones humanos se hacen cada vez más realistas
Decenas de laboratorios en todo el mundo se esfuerzan por cultivar modelos para estudiar el desarrollo, la fertilidad y las terapias.
Jun Wu, un biólogo de células madre, estudia modelos de embriones humanos creados en laboratorio que, aunque se asemejan a embriones reales son incompletos y defectuosos. Estos modelos son fundamentales para investigar el desarrollo embrionario temprano, un proceso difícil de observar en embriones naturales debido a limitaciones técnicas y éticas. Los modelos embrionarios pueden ayudar a entender por qué muchos embriones no sobreviven en sus primeras semanas, lo que podría mejorar los tratamientos de fertilidad y la seguridad de medicamentos. Sin embargo, su creciente complejidad, como alcanzar hitos simbólicos como el primer latido del corazón, plantea dilemas éticos.
A pesar de estas preocupaciones, la investigación en este campo avanza rápidamente, con científicos creando nuevas empresas para usar estos modelos en el desarrollo de terapias y medicamentos. Este área de estudio es actualmente uno de los temas más dinámicos en la biología del desarrollo. El encuentro entre el óvulo y el espermatozoide desencadena un proceso preciso de división y diferenciación celular. En la primera semana, se forma el blastocisto, compuesto por tres grupos de células que luego se convertirán en el embrión, el saco vitelino y la placenta. A las dos semanas, el embrión pasa por la gastrulación, donde las células se organizan en tres capas que darán lugar a órganos como pulmones e intestinos.
Los investigadores han intentado recrear este complejo proceso en laboratorio. En 2014, lograron que células madre formaran precursores del embrión y la placenta, y en 2020 consiguieron replicar una etapa de la gastrulación. Sin embargo, muchos de estos primeros estudios no alcanzan los estándares actuales para considerarse modelos completos de embriones, según el biólogo Jun Wu. En 2021, se logró un avance importante en la creación de modelos de embriones humanos. El equipo de Jun Wu y otro grupo desarrollaron blastoides, modelos que imitan al blastocisto humano, una etapa clave en la fertilización in vitro. Estos blastoides contienen tanto las células que forman el embrión como las extraembrionarias que lo sostienen, lo que los convierte en los primeros modelos "completos" del embrión humano. Aunque no son perfectos, son considerados avances significativos en la investigación.
En 2022, Miguel Esteban desarrolló un modelo que simula el embrión en una etapa temprana de ocho células, y en junio de 2023, Du Peng creó blastómeros que forman blastoides sin necesidad de productos químicos. Estos avances marcan un progreso importante en la reproducción de las primeras fases del desarrollo embrionario. Desde la aparición de los primeros modelos de embriones, los especialistas en ética han trabajado para enfrentar los dilemas que plantean. En 2021, la Sociedad Internacional para la Investigación con Células Madre (Isscr) publicó directrices, y muchos países están considerando sus propias normativas.
¿Cuándo un embrión se transforma realmente en un embrión?
La mayoría de los investigadores coinciden en que los modelos de embriones actuales no se acercan ni de lejos a lo real. El principal desafío es desarrollar directrices para determinar "cuándo un modelo de embrión se consideraría equivalente a un embrión", dice Amander Clark, biólogo de desarrollo de la Universidad de California, que preside el grupo de trabajo de la Isscr sobre modelos de embriones. Dado que las normas éticas prohíben la transferencia de modelos a un útero para ver si pueden dar lugar a un organismo, los investigadores idean otras pruebas de su potencial. Algunos grupos están desarrollando herramientas para comparar mejor los modelos de embriones con embriones reales, por ejemplo, observando los perfiles de ARN de las células. Pero incluso estos ejercicios pueden pasar por alto información clave, dice Hanna, como las posiciones de las células en un embrión.
Evaluar y mejorar los modelos es importante para la ciencia y para la ética, dice Fredrik Lanner, biólogo de desarrollo del Instituto Karolinska en Estocolmo. Si los modelos no son buenos, entonces no son útiles, dice. Es "realmente crítico ahora para nosotros no perder el tiempo en malos modelos". Ese establecimiento de estándares es especialmente importante ahora que el campo comienza a ofrecer información real sobre el desarrollo embrionario temprano. Ya ha habido algunas sorpresas, dice Moris. La más notable es la capacidad de las células para cambiar de personalidad (su plasticidad) y su capacidad de autoorganizarse, a menudo sin la ayuda de tejido extraembrionario. Algunos modelos incluso están revelando nuevos fenómenos. Los investigadores saben desde hace mucho tiempo que, en algunos mamíferos, los embriones que son fertilizados en el verano "hibernan" y reinician el desarrollo más tarde para que las crías nazcan en la primavera. En un trabajo inédito, Rivron y sus colegas han podido convencer a los blastoides humanos para que alcancen este estado de desarrollo suspendido. Pero hasta ahora, dice, los modelos embrionarios no han llevado a descubrimientos científicos de valor social, y no está claro qué modelos ayudarán a los investigadores a llegar allí. "Ha habido mucho debate, discusiones, especialmente drama, en el pasado", en la línea de "mi modelo es mejor que el tuyo", dice Wu. La realidad es que todos los modelos son imperfectos, pero todos son útiles, dice. Depende de cuál sea la pregunta.
