MADRID, 12 Nov. (EUROPA PRESS) -
Encontrar el modelo adecuado para estudiar el desarrollo humano desde la etapa embrionaria temprana en adelante ha sido un desafío para los científicos durante la última década. Ahora, los bioingenieros de la Universidad de California en San Diego han encontrado un candidato inusual en los teratomas, según publican en la revista 'Cell'.
Los teratomas, que significan "tumores monstruosos" en griego, son tumores formados por diferentes tejidos como huesos, cerebro, cabello y músculos. Se forman cuando una masa de células madre se diferencia incontrolablemente, formando todo tipo de tejidos que se encuentran en el cuerpo. Los teratomas generalmente se consideran un subproducto no deseado de la investigación con células madre, pero los investigadores de UC San Diego encontraron la oportunidad de estudiarlos como modelo para el desarrollo humano.
"Hemos estado fascinados con el teratoma durante bastante tiempo --reconoce Prashant Mali, profesor de bioingeniería en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego--. El teratoma no solo es un tumor intrigante para observar en términos de la diversidad de tipos de células, sino que también tiene regiones de estructuras organizadas similares a tejidos. Esto nos llevó a explorar su utilidad tanto en la ciencia celular como en los contextos de ingeniería celular".
"No hay otro modelo como este. En un solo tumor, se pueden estudiar todos estos linajes diferentes, todos estos órganos diferentes, al mismo tiempo", resalta Daniella McDonald, candidata a doctorado en el laboratorio de Malí y co-primera autora del estudio--. Además, es un modelo vascularizado, tiene una estructura tridimensional y es tejido específico para humanos, lo que lo convierte en el modelo ideal para recrear el contexto en el que ocurre el desarrollo humano".
El equipo utilizó teratomas cultivados a partir de células madre humanas inyectadas bajo la piel de ratones inmunodeficientes. Analizaron los teratomas con una técnica llamada secuenciación de ARN unicelular, que perfila la expresión génica de las células de teratoma individuales. Pudieron mapear 20 tipos de células, o "linajes humanos" (cerebro, intestino, músculo, piel, etc.) que estaban presentes de manera constante en todos los teratomas que analizaron.
Luego, los investigadores utilizaron la tecnología de edición de genes CRISPR-Cas9 para detectar y eliminar 24 genes conocidos por regular el desarrollo. Encontraron múltiples genes que juegan un papel en el desarrollo de múltiples linajes.
"Lo notable de este estudio es que podríamos usar el teratoma para descubrir cosas de una manera mucho más rápida. Podemos estudiar todos estos genes en todos estos linajes humanos en un solo experimento", señala el coautor Yan Wu, quien trabajó en este proyecto como estudiante de doctorado en los laboratorios de Mali y profesor de bioingeniería de UC San Diego Kun Zhang.
"Con otros modelos, como los organoides, que modelan por separado un linaje a la vez, habríamos tenido que realizar muchos experimentos diferentes para obtener los mismos resultados que aquí", añade.
"Los teratomas son un tipo muy singular de tejido humano. Cuando se examinan a través del lente de la secuenciación unicelular, podemos ver que contienen la mayoría de los tipos de células representativos más importantes del cuerpo humano. Con ese conocimiento, de repente tenemos una plataforma extremadamente poderosa comprender, manipular y diseñar células y tejidos humanos de una manera mucho más sofisticada de lo que era posible anteriormente", explica Zhang.
Los investigadores también demostraron que pueden "esculpir molecularmente" el teratoma para enriquecerlo en un linaje, en este caso, el tejido neural. Lograron esta hazaña utilizando un circuito genético de microARN, que actúa como un cincel molecular cortando tejidos no deseados (estos se eliminan selectivamente con un gen suicida) y dejando atrás el linaje de interés. Los investigadores dicen que esto tiene aplicaciones en la ingeniería de tejidos.
"Prevemos que este estudio establecerá una nueva base en el campo. Con suerte, otros científicos usarán el teratoma como modelo para futuros descubrimientos en el desarrollo humano", avanza McDonald.
