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Un modelo de implantación del embrión

Un novedoso dispositivo microfluídico remeda los fenómenos que experimenta el embrión al implantarse en la pared del útero.

Embrión en la pared del útero: Conocer mejor los procesos celulares que experimenta el embrión durante su implantación en el útero ayudará a identificar algunas causas de los abortos tempranos. [GETTY IMAGES/CHRISTOPH BURGSTEDT/ISTOCK]

Millones de mujeres sufren abortos tempranos cada año en el mundo. La mayoría de ellos ocurre en el primer trimestre del embarazo, en torno al momento en que el embrión se implanta en el epitelio uterino. No saber por qué algunas de estas gestaciones se malogran resulta frustrante para las mujeres y sus parejas. Para dar respuesta a este importante interrogante, se precisan modelos de implantación del embrión humano. Ahora, Yi Zheng, de la Universidad de Michigan, y sus colaboradores han descrito en Nature un modelo avanzado de desarrollo embrionario humano que reproduce, experimentalmente, muchos de los fenómenos clave que suceden alrededor de ese momento (es decir, durante la fase de periimplantación).

Células ordenadas en el embrión

El modelo implica la generación de estructuras sintéticas semejantes al saco embrionario (que, en una etapa ulterior, se transformará en la bolsa de las aguas, o saco amniótico, y el embrión). Supone un notable avance sobre los prometedores modelos concebidos anteriormente por este grupo y otros autores porque muestra la coordinación espacial de los procesos de diferenciación celular ocurridos en el embrión humano en torno al momento de implantarse. Estos acontecimientos son la formación del saco amniótico y, en su interior, un disco celular llamado epiblasto; la diferenciación inicial de las células germinales primordiales (las que derivarán en espermatozoides u óvulos); y el comienzo de la gastrulación, esto es, el proceso por el que el epiblasto da lugar a las tres capas germinales (ectodermo, mesodermo y endodermo) que formarán el feto.

La ventaja esencial del nuevo modelo es que no precisa recurrir a embriones humanos íntegros ni a sistemas de cultivo para la adhesión embrionaria in vitro. En su lugar, se basa en un sencillo dispositivo microfluídico y en la diferenciación de las células pluripotentes, que son capaces de transformarse en cualquier tipo celular del organismo. Estas pueden extraerse de embriones humanos (células madre embrionarias, CME) u obtenerse mediante la conversión de células humanas diferenciadas (células madre pluripotentes inducidas, CMPI).

Las células madre pluripotentes (CME y CMPI) humanas que se cultivan en condiciones normales en el laboratorio son molecularmente equivalentes a las del embrión en fase temprana, a punto de comenzar la gastrulación. Así, es posible reproducirlas indefinidamente en este estado en incubadoras de cultivo tisular o bien crioconservarlas en nitrógeno líquido para descongelarlas y volver a cultivarlas años después.

En la actualidad, las CME y las CMPI se emplean de varios modos para estudiar los diversos tipos celulares que componen los embriones y fetos humanos. Si se deja que se diferencien espontáneamente, generan unos conglomerados celulares denominados cuerpos embrioides. Otra posibilidad es dirigir su diferenciación incubándolas con ciertas mezclas de factores de crecimiento para crear modelos tridimensionales simplificados de determinados órganos fetales o capas germinales. Las estirpes de CMPI procedentes de pacientes permiten elaborar modelos de enfermedades «en una placa de cultivo». Con estos métodos se obtienen los mismos tipos celulares que se hallan en el embrión en fase avanzada y en el feto; sin embargo, en estos modelos, la diferenciación inicial de las capas germinales se produce de manera desordenada, que en nada recuerda a la organización espacial con la que se diferencian los embriones humanos durante la implantación. En consecuencia, no han sido demasiado útiles para estudiar la fase de periimplantación de la gestación humana.

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