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El ritmo del origen de una vida

Del extraordinario proceso por el que un embrión unicelular acaba convirtiéndose en el organismo más complejo que conocemos.

THE DANCE OF LIFE
SYMMETRY, CELLS AND HOW WE BECOME HUMAN
Magdalena Zernicka-Goetz y Roger Highfield
WH Allen, 2020
304 págs.

Es esta una autobiografía científica donde las preocupaciones personales de una maternidad dubitativa se entrelazan con los avances en embriología sintética de una reconocida genetista, quien nos muestra por qué no existe nada más atractivo que conocer los pasos que dictan la construcción de nuestro cuerpo, de nuestro cerebro y de nosotros mismos. Magdalena Zernicka-Goetz y Roger Highfield iluminan ese milagro de la naturaleza a través de una observación minuciosa y experta de la danza de la vida, desde la concepción del cigoto hasta el parto. Para visualizarlo, se proyecta una suerte de película que va concatenando fotogramas desde el óvulo fecundado hasta las decenas de billones de células de diferentes tipos que componen un organismo humano, más que estrellas hay en nuestra galaxia. De cómo una célula se convierte en un organismo se ocupa la embriología.

Una de las disciplinas que registra mayor dinamismo en nuestros días, la embriología fue la primera en configurarse. Nació en Grecia, hace dos milenios y medio, con Aristóteles. Se cree que el estagirita diseccionó la anatomía de 35 especies y las comparó, incluido un embrión humano de cuarenta días. Se opuso al preformacionismo, la idea de que existe una versión en miniatura del organismo plenamente constituido, que se limita a ir creciendo, y apoyó la epigénesis, o desarrollo a través de una serie de etapas por las que se van formando los órganos en el curso del tiempo.

En la especie humana, el gameto masculino y el femenino proceden de elementos precursores, las células germinativas primordiales, que atraviesan un período de maduración y diferenciación conocido como gametogénesis. Esta maduración entraña la división en dos del patrimonio cromosómico de las células germinativas a través del proceso de meiosis y de la sucesiva maduración morfológica de los gametos. En el varón, las divisiones meióticas comienzan en la pubertad, mientras que la maduración de los gametos en la mujer se da ya en la vida fetal.

El espermatozoide maduro es una célula epitelial altamente especializada, capacitada para penetrar en el óvulo. Con una longitud aproximada de 50 micrómetros, recorre, desde los testículos hasta alcanzar el óvulo, más de cien mil veces su propia extensión. Los ovocitos maduros pueden alcanzar un tamaño de hasta 150 micrómetros. El núcleo del ovocito solo completa su maduración meiótica cuando penetra el espermatozoide.

La fecundación conlleva un proceso autoorganizativo de interacción, reestructuración y cambio de los cromosomas de los gametos de los progenitores. Punto de arranque del nuevo organismo, con su propio programa único y distinto, consta de tres etapas: la reacción acrosomial, que permite al espermatozoide atravesar los estratos que rodean al ovocito; la fusión de los gametos, o singamia, que determina la activación del ovocito y la reacción cortical que regula la entrada del espermatozoide (la singamia es un proceso irreversible); y la formación de pronúcleos masculino y femenino y el primer proceso mitótico de segmentación. La mezcla de los cromosomas y su preparación para dar lugar a la primera división celular marcan el final de la fecundación y el comienzo del desarrollo embrionario.

Resulta extraordinario que un embrión unicelular, sin cerebro interno ni dictamen externo, se divida y multiplique hasta convertirse en el ser más complejo que conocemos. Existen centenares de tipos celulares, desde las neuronas hasta las células epidérmicas. Todas poseen el mismo ADN, pero difieren unas de otras en determinadas partes de la secuencia (genes) que se expresan en ellas; es decir, en la clase de proteínas sintetizadas en cada célula. De acuerdo con la melodía particular interpretada en el genoma, la persona alcanza un repertorio de proteínas particular. Las células del cerebro ejecutan un repertorio concreto de los veinte mil genes componentes; otro, las células del intestino, y así el resto.

Durante la primera semana el embrión no crece, sino que se divide en células de tamaño decreciente a medida que va flotando por el oviducto, un entorno que se recrea ya en el laboratorio. A la semana de vida el embrión se implanta en el endometrio materno y es entonces cuando comienza a crecer, alimentándose de factores y hormonas procedentes de la madre. Ese entorno es, por consiguiente, mucho más complejo y rico; más difícil, también, de replicar en condiciones de laboratorio [véase «Un modelo de implantación del embrión», por Amander T. Clark; Investigación y Ciencia, febrero de 2020].

Todo biólogo sueña con reconstruir in vitro los procesos de la naturaleza. La embriogénesis no podía quedar al margen. En 2016 se logró cultivar en el laboratorio embriones humanos más allá del tiempo de implantación. Fue el hito del año, junto con el descubrimiento de las ondas gravitacionales. Hasta ahora no se había logrado mantener el embrión in vitro durante tanto tiempo antes de implantarlo. Ello permite conocer los cambios celulares y moleculares de cada célula y la coreografía de sus interrelaciones en la segunda semana de vida, cuando se establecen las células madre del cuerpo futuro y se organizan de nuevas formas.

Dominada esa fase inicial, la ciencia podría identificar al menos algunas condiciones que perturban el desarrollo en un momento en que fracasan muchos embarazos y estudiar el daño que pueden provocar determinados alimentos y otras sustancias en el proceso de formación del embrión, estadio este de suma fragilidad de la vida. Con el tiempo, se podrían crear tests para identificar los embriones que presentaran mayores posibilidades de desarrollo sano antes de transferirlos al útero de la madre potencial. Facultaría también estudiar el destino de células aneuploides en embriones con un número anormal de cromosomas y en embriones que portaran mosaicismo. Pero la ciencia está sujeta a la valoración ética y a la regulación de esa línea de investigación.

Por eso mismo, el libro se detiene en una cuestión palpitante. ¿Hemos de reconsiderar el límite de los catorce días? Esa es la cota legal para los ensayos in vitro con embriones. Se trata de una ley en numerosos países, con restricciones variables. En Estados Unidos, por ejemplo, está prohibido asignar fondos federales a la investigación sobre embriones, pero no existe regulación sobre la investigación financiada por otros medios, salvo que lo prohíba el estado en cuestión.

El día catorce de vida del embrión se asocia a la aparición de indicios de la línea primitiva. El embrión adquiere la forma de disco oval que contiene las tres capas celulares germinales: endodermo, mesodermo y ectodermo. El endodermo contribuye al tracto respiratorio y gastrointestinal; el mesodermo forma el tejido conectivo, el corazón y el tejido muscular; el ectodermo crea el sistema nervioso y la capa epitelial que cubre al embrión.

Para saber si el embrión está sano puede tomarse una muestra del vello coriónico, o test CVS (de chorionic villus sampling), que detecta anomalías genéticas que provocan defectos de nacimiento. En torno al tercer mes de embarazo, el test CVS consiste en tomar una muestra de células de la placenta, órgano a través del cual se alimenta el feto. Placenta y feto crecen a partir del mismo embrión, y las células de la placenta permiten saber si el feto porta alguna anomalía genética. A veces, el test CVS se complementa con el test de la amniocentesis: se inserta una aguja, guiada por una imagen de ultrasonidos, en el saco amniótico que rodea al feto, para obtener una pequeña muestra de fluido amniótico. Este líquido, que protege al feto en su desarrollo, contiene células que pueden utilizarse para diagnosticar la presencia de trastornos cromosómicos.

El salto cualitativo dado en embriología ha sido, no obstante, la creación del embrión sintético. Tras lograr el cultivo in vitro de embriones, se descifró el número de células implicadas y el contexto de esa creación. Había que seguir la coreografía de cada tipo celular y la interacción mutua en el momento en que arranca la metamorfosis del embrión. El estatuto moral del embrión constituye una cuestión central en cada paso. Todos están de acuerdo en que el embrión humano merece protección de acuerdo con su dignidad humana.

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