Todos sabemos cómo funciona la reproducción humana: el esperma se encuentra con el óvulo, el óvulo fertilizado inicia su viaje, se transforma en un embrión humano, luego se convierte en un feto y finalmente en un bebé.
Pero, ¿y si chico conoce a chica no es la única manera?
La semana pasada, dos estudios en Nature torpedearon la narrativa clásica del comienzo de la vida. Dos equipos independientes persuadieron a las células cutáneas ordinarias para que formaran un grupo vivo que se asemejaba a un óvulo humano fertilizado, y las primeras etapas de un embrión humano en desarrollo.
Para ser claros, los equipos no diseñaron un embrión artificial que pudiera convertirse en un bebé viable. Más bien, replicaron lo que sucede durante los primeros cuatro días después de que un óvulo ha sido fertilizado; se convierte en una bola de células llamada blastocisto, la primera estación hacia un bebé completamente formado.
Aunque no pasaron de la etapa de blastocisto, ambos modelos son, con mucho, las réplicas más completas de un embrión humano temprano hasta la fecha. No solo contienen células que crecen hasta convertirse en un bebé, sino también todas las estructuras de soporte. En solo 10 días dentro de una incubadora tipo gelatina, las células de ingeniería inversa mostraron rasgos asombrosamente similares a sus contrapartes naturales. Por ejemplo, los embriones artificiales generaron células que forman la placenta, que es fundamental para un embrión viable que, en teoría, podría desarrollarse más o incluso hasta el nacimiento.
"Es el primer modelo completo del embrión humano temprano", dijo el Dr. Jianping Fu de la Universidad de Michigan, que no participó en el estudio pero escribió un artículo de perspectivas adjunto. "Este es un hito importante".
Estos estudios ofrecen una nueva ventana a los primeros días del embarazo y pueden proporcionar información sobre la infertilidad o la pérdida del embarazo previamente inexplicables sin experimentar con embriones humanos.
Sin embargo, la sofisticación de estas células genera preocupación. Por ahora, debido a que los embriones artificiales difieren de los naturales en varios aspectos, los científicos no esperan que tengan la capacidad de convertirse en embriones completos. Sin embargo, a medida que las tecnologías se refinan aún más, es posible que se desarrollen embriones humanos artificiales durante períodos más prolongados, lo que coloca a la tecnología en un curso de colisión con los debates sobre el comienzo de la vida.
Las incógnitas del desarrollo humano
Los primeros 14 días de construcción de un ser humano son un misterio.
Los científicos saben que durante un embarazo, un óvulo fertilizado se convierte en un blastocisto alrededor del día cuatro y luego se implanta alrededor del día ocho. Alrededor de este tiempo, ocurre algo “mágico” dentro del blastocisto, de modo que produce células que eventualmente se convierten en la placenta y otras que dan lugar a un feto.
¿El problema? Esta etapa inicial es increíblemente difícil de estudiar. Hasta ahora, los científicos se han basado en embriones humanos descartados en el laboratorio, a menudo de parias de la FIV , que pueden crecer hasta 13 días de acuerdo con las pautas éticas. Estos tejidos son difíciles de conseguir y, en esta etapa, dijo el Dr. Jun Wu del Centro Médico del Sur de la Universidad de Texas, el protoembrión es " esencialmente una caja negra ".
Los científicos han intentado anteriormente replicar los primeros días de desarrollo utilizando embriones de ratón. En 2018, un equipo cultivó blastocistos similares a partir de células madre de ratón, un esfuerzo admirable, pero no un modelo perfecto, ya que los ratones y los humanos tienen diferentes trayectorias de desarrollo.
Como lo hicieron
Los dos nuevos estudios representan la primera vez que los científicos han podido crear estructuras similares a blastocistos a partir de células humanas.
En un estudio, el Dr. José Polo de la Universidad de Monash comenzó con una receta publicada anteriormente. Aquí, las células de la piel se raspan suavemente y se bañan en una sopa química que las devuelve a un estado similar al de las células madre, lo que significa que recuperan la capacidad de producir otros tipos de células. A partir de ahí, las pseudo células madre (llamadas iPSC) se bañan en un líquido nutritivo en una placa de Petri. La chispa del conocimiento del equipo se produjo cuando se dieron cuenta de que después de tres semanas, las células comenzaron a ramificarse en un popurrí de tres tipos de células diferentes que se encuentran en los primeros embriones humanos, algo que rara vez se había visto antes.
Inspirado, el equipo luego transfirió las células a un sistema de cultivo similar a gelatina 3D como apoyo. Curiosamente, las células comenzaron a autoensamblarse con una mente propia. “Lo que fue completamente sorprendente es que cuando los juntas, se autoorganizan”, dijo Polo.
El extraño momento de "células ensambladas" llevó al equipo a analizar su genética. Para sorpresa de los investigadores, encontraron que estas primeras estructuras similares a embriones, denominadas "iBlastoides", tenían una organización y un componente celular similares a su contraparte natural. Una capa, por ejemplo, estaba poblada por células con una firma genética que las destinaba como parte de una placenta. Otros se parecían notablemente a las células que eventualmente se convierten en un feto completo.
El iBlastoide, en cierto sentido, parecía un blastocisto normal después de que se implanta en el útero, sin mucha investigación por parte de los investigadores.
En el otro artículo, el equipo utilizó una mezcla de células humanas y células madre para diseñar lo que llamaron un "blastoide humano". Al igual que en el estudio anterior, los embriones artificiales eran de tamaño y forma similares a sus contrapartes naturales y tenían un perfil genético comparable. Usando una prueba que se asemeja a la implantación en un útero pero en un plato de cultivo, los blastoides se adhirieron y continuaron desarrollándose, con algo de reorganización en estructuras que imitan la siguiente etapa de desarrollo.
¿Bebés probeta?
A pesar de su misteriosa similitud con la realidad, por ahora, enfatizan los autores, los blastoides aún no son reales. Algunas de sus capas de células no parecen formarse muy bien y algunas tienen tipos de células que no deberían estar allí. Una tasa de eficiencia del 10 por ciento en la conversión exitosa de piel a blastoide también hace que cualquier científico se estremezca.
Sin embargo, todos estos problemas pueden superarse, y los expertos no pierden de vista el potencial de los blastoides. A pesar de las deficiencias, son los primeros "modelos de embriones humanos que se derivan de células cultivadas" y tienen "todas las células fundadoras" para el crecimiento de un feto, dijo Fu. Por primera vez, es posible que podamos probar las posibles causas de la infertilidad o la pérdida del embarazo con un rendimiento mucho mayor, que luego se puede verificar más a fondo.
“Podrías usar 1,000 o 10,000 iBlastoides para descubrir algo, y luego podrías ir y probar ese descubrimiento en tres blastocistos”, dijo Polo.
Sin embargo, a medida que la tecnología se optimiza aún más, no se puede ignorar la delicada cuestión de la identidad de un blastoide. Dado que son similares a los reales, ¿en qué momento deberían ser tratados como embriones humanos clonados? ¿Es ético destruirlos? Actualmente, los embriones humanos pueden crecer en el laboratorio durante 14 días a nivel internacional. ¿Se aplican esas reglas?
De cara al futuro, el debate va aún más lejos. Los científicos han estado trabajando para reprogramar las células de la piel en células reproductoras durante años en un esfuerzo por ayudar a las parejas que de otra manera no podrían concebir. Ya han nacido ratones sanos a partir de células de la piel transformadas en óvulos. Aunque están muy lejos, los estudios actuales están dando un paso en esa dirección.
Un estudio separado de la semana pasada mostró que es posible hacer crecer un feto de ratón durante la mitad de su gestación en un útero artificial, un récord para los mamíferos y que disocia aún más la reproducción de la antigua historia de “el esperma se encuentra con el óvulo”. ¿Podemos algún día clonar un bebé humano usando las células de la piel de alguien y luego cultivarlo en un útero artificial sin ningún parecido con la reproducción natural? ¿Deberíamos?
Crédito de la imagen: Universidad de Monash