MADRID 8 Oct. (EUROPA PRESS) -
La arquitectura definitiva del cuerpo de los mamíferos se establece poco después de la implantación del embrión en el útero. Los ejes antero-posterior, dorso-ventral y medio-lateral del cuerpo se organizan bajo el control de las redes de genes que coordinan la transcripción del ADN en varias regiones del embrión.
Investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE), en Suiza; la Universidad de Cambridge, Reino Unido, y el Instituto Federal de Tecnología de Lausana (EPFL, por sus siglas en inglés), en Suiza, informan ahora sobre la capacidad de las células madre de ratón para producir pseudo-embriones que muestran capacidades similares.
Establecidas a partir de aproximadamente 300 células madre embrionarias solamente, estas estructuras, llamadas gastruloides, muestran características de desarrollo comparables a las de la parte posterior de embriones con edades comprendidas entre 6 y 10 días.
El estudio, publicado en la revista 'Nature', muestra que los tres ejes embrionarios principales se forman de acuerdo con un programa de expresión génica similar al de los embriones. Por lo tanto, los gastruloides poseen un potencial notable para el estudio de las etapas iniciales del desarrollo embrionario normal o patológico en los mamíferos.
El estudio de los procesos que organizan la formación de embriones tempranos de mamíferos se ve obstaculizado por la dificultad de obtenerlos. El equipo de Alfonso Martínez Arias, profesor del Departamento de Genética de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, descubrió recientemente que, bajo ciertas condiciones, las células madre embrionarias murinas se pueden unir en agregados tridimensionales que se alargan en el cultivo. Estas entidades denominadas "gastruloides" muestran diferentes características de las primeras etapas del desarrollo embrionario.
"Para determinar si los gastruloides se organizan en estructuras embrionarias auténticas, caracterizamos su nivel de activación genética en distintas etapas de desarrollo", explica Denis Duboule, profesor del Departamento de Genética y Evolución de la Facultad de Ciencias de UNIGE y del Instituto Suizo para la Investigación del Cáncer Experimental de la EPFL. Los científicos identificaron y cuantificaron el ARN transcrito de los gastruloides y compararon los genes expresados ??con los de los embriones de ratón en etapas comparables de desarrollo.
ESTRUCTURAS SIMILARES A LA PARTE POSTERIOR DEL EMBRIÓN
"Los gastruloides forman estructuras similares a la parte posterior del embrión, cuyo programa de desarrollo es algo diferente al de la cabeza", dice el coautor del estudio Leonardo Beccari, científico del grupo de Ginebra. Estos pseudo-embriones expresan genes característicos de los diversos tipos de células progenitoras necesarias para la constitución de tejidos futuros. "La complejidad de los perfiles de expresión génica aumenta con el tiempo, con la aparición de marcadores de diferentes linajes de células embrionarias, al igual que los perfiles observados en los embriones de control", señala Naomi Moris, científica del equipo de Cambridge y coprimera autora del artículo.
Durante la formación de los ejes antero-posterior, dorso-ventral y medio-lateral de los gastruloides, los miembros de estos equipos pudieron visualizar una propiedad sorprendente; los genes "arquitecto" Hox, que normalmente se activan en un orden secuencial preciso en el embrión, se activaron igualmente en los gastruloides cultivados in vitro. "La implementación de la red de genes Hox a lo largo del tiempo, que imita la de la cola del embrión, confirma el nivel sorprendentemente alto de autoorganización de los gastruloides", explica Mehmet Girgin, genetista de la EPFL y coautor del estudio.
Estos pseudo-embriones artificiales en algunos casos ofrecerán un método alternativo a la experimentación con animales, de acuerdo con las 3R. El principio de 3Rs (reducir, reemplazar, refinar) se ha establecido internacionalmente como la base del enfoque ético aplicado a la experimentación con animales. Su objetivo es reducir el número de animales utilizados, refinar las condiciones experimentales para mejorar el bienestar de los animales y, finalmente, tratar de reemplazar los modelos animales con otros métodos experimentales siempre que sea posible. Los gastruloides complementarán el uso de embriones animales, reduciendo así su número en el estudio del desarrollo embrionario de mamíferos.
