Crean embrión de ratón con corazón a partir de células madre

Un nuevo y extraordinario estudio ha detallado el desarrollo de un embrión de ratón casi completo –con músculos, vasos sanguíneos y un diminuto corazón que late– cultivado en una placa de laboratorio a partir de células madre.

Aunque los científicos llevan tiempo creando con éxito órganos sintéticos denominados organoides, éstos carecen de toda la variedad de tipos celulares que se encuentran en los auténticos. Este embrión de ratón construido por humanos es mucho más complejo.

Así, la investigación presenta el "embrión en una placa" más sofisticado creado hasta la fecha, ofreciendo nuevas innovaciones esenciales en el camino hacia el cultivo de órganos humanos de sustitución en un laboratorio.

Este nuevo modelo, desarrollado en la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia por Christine y Bernard Thisse, y publicado en la revista científica Nature Communications, es un gran paso adelante en los esfuerzos de los científicos por imitar el desarrollo natural de un mamífero mediante el uso de células madre. 

Según se lee en el comunicado de prensa de la Universidad de Virginia, la existencia del embrión ayudará –además de cultivar tejidos y órganos para las personas que necesiten trasplantes– a luchar contra las enfermedades y a crear nuevos fármacos.

"Hemos encontrado una forma de instruir a los agregados de células madre para que inicien el desarrollo embrionario. En respuesta a esta instrucción controlada, los agregados se convierten en entidades similares a los embriones en un proceso que recapitula los pasos embrionarios uno a uno", explicó la doctora Christine Thisse, del Departamento de Biología Celular de la Universidad de Virginia. "Lo sorprendente es que podemos obtener la variedad de tejidos que están presentes en un embrión de ratón auténtico".

El embrión no llegará a convertirse en un ratón 

El embrión no es un ratón completo y no puede convertirse en uno, ya que le faltan partes clave, como un trozo gigante de cerebro, según reporta ScienceAlert. Sin embargo, la complejidad de este experimento supone un gran paso para que los investigadores puedan construir órganos totalmente funcionales en un laboratorio.

"Tener toda la variedad de tejidos fabricados nos permite esperar que la comunidad científica sea capaz de construir órganos con una adecuada vascularización, inervación e interacciones con otros tejidos", dijo Christine Thisse. "Esto es esencial para poder producir algún día órganos de sustitución humanos funcionales en una placa. Así se superaría la escasez de órganos para trasplantes".

Crear un embrión en una placa de laboratorio a partir de células madre no es un proceso sencillo. Se necesitan varios tipos diferentes de células madre, y luego dirigir esas células para que se desarrollen en la estructura organizada correcta en los momentos adecuados ha demostrado ser un reto.

"Los órganos humanos están formados por múltiples tipos de células que se originan en diferentes partes del embrión en crecimiento", dijo, por su parte, el doctor Bernard Thisse, que también forma parte del Departamento de Biología Celular. 

"Desarrollar sistemas en los que estén presentes todas las células precursoras"

"El intestino, por ejemplo, está hecho de células que forman un tubo hueco. Se han hecho modelos de este tubo en una placa y se llaman organoides intestinales. Sin embargo, este tubo no es suficiente para hacer un intestino funcional porque este órgano contiene otros componentes, como músculos lisos, vasos sanguíneos y nervios que controlan la función del intestino y que están hechos de células de distinto origen. La única manera de disponer de toda la variedad de células necesarias para la formación de órganos funcionales es desarrollar sistemas en los que estén presentes todas las células precursoras. Las entidades similares a los embriones que hemos diseñado con células madre proporcionan precisamente esto", agregó. 

Los inicios: embriones de pez cebra

En los últimos años, el laboratorio Thisse ha superado varios obstáculos, creando inicialmente embriones de pez cebra antes de pasar a mamíferos más complejos. Christine Thisse explica que el avance de su equipo presenta el primer embrión de mamífero de esta complejidad construido únicamente a partir de células madre.

"Ver cómo se desarrolla un embrión es algo maravilloso", añadió. "Tengo la suerte de que mi trabajo me haya llevado a contribuir al conocimiento de cómo se desarrollan los embriones de invertebrados y vertebrados, y de que, utilizando estos principios, hayamos podido producir la formación de embriones en una placa utilizando células madre como ladrillos de construcción".

FEW (Universidad de Virginia, Nature Communications, ScienceAlert)