Tres claves para comprender la innovadora técnica de creación de embriones humanos sintéticos

Embriones sintéticos humanos que no tienen un corazón que late ni un comienzo de cerebro. Parece ciencia ficción, pero no. En las últimas horas, la noticia de la creación de embriones humanos sintéticos tomó la primera plana de los medios del mundo. Es que tanto un grupo de expertos de la Universidad de Cambridge y el Instituto de Tecnología de California, como otro del Instituto de Ciencias Weizmann, en Israel, dieron a conocer que lograron crear estos “modelos” que se asemejan a las primeras etapas del desarrollo humano, derivados de células madre fuera del útero. Este avance le permite a la ciencia, y por supuesto a los expertos, conocer momentos que antes permanecían como un misterio.

Tal y como adelantó Infobae, el grupo de científicos liderados por la profesora Magdalena Żernicka-Goetz, de dichas casas de altos estudios, fue la responsable de brindar detalles sobre este avance en la reunión anual de la Sociedad Internacional para la Investigación de Células Madre en Boston. “Podemos crear modelos similares a embriones humanos mediante la reprogramación de células [troncales embrionarias]”, afirmó la experta.

Según detalló, estos “embriones sintéticos” no tienen un corazón que late y tampoco un “comienzo de cerebro”, aunque cuentan con el resto de las células. Es decir que están presentes las que conforman “la placenta, el saco vitelino y el propio embrión”. “Nuestro modelo humano es el primer modelo de embrión humano de tres linajes que especifica amnios y células germinales, células precursoras de óvulos y espermatozoides”, indicó Żernicka-Goetz a The Guardian momentos antes de dar a conocer esta información, y agregó: “Es hermoso y creado completamente a partir de células madre embrionarias”.

En tanto, desde Israel, y ya con un trabajo publicado en versión preprint (sin revisión de pares) en una revista científica, los científicos explicaron su desarrollo. “No tiene un corazón que late, ni un cerebro, pero tiene una organización muy compleja y ya está comenzando a mostrar una diferenciación temprana de tejidos. Todos los elementos de la arquitectura están ahí y están en la relación y orientación adecuadas entre sí”, dijo el profesor Jacob Hanna a The Times of Israel.

En palabras del experto, este avance que alcanzaron podría ayudar a los científicos a comprender mejor el desarrollo embrionario saludable y no saludable; además de contar con implicaciones para el estudio de la genética de varios órganos, el crecimiento de órganos para trasplantes y la investigación de los efectos de los productos farmacéuticos en los embriones.

Asimismo, el experto israelí detalló que el “embrión derivado de células madre (SEM), que no se somete a manipulación genética, es equivalente a un embrión de 14 días”. “Tuvimos que crear células madre pluripotentes inducidas y empujarlas para que se convirtieran”, dijo Hanna; y añadió: “Algunos de los medios que usamos se habían discutido antes, pero los tres medios críticos son utilizados recientemente por nuestro grupo y se describen en nuestro documento”.

Al tiempo que aclaró: “Por lo general, no podemos imitar los procesos muy complejos que ocurren durante el desarrollo del embrión. Para hacer esto, necesitamos saber cuáles son los genes y las proteínas que se activan o desactivan. Una vez que los destapamos, podemos agregarlos o reducirlos. No conocemos el embrión humano y qué hace a todos sus órganos entre el día siete y el día 28 del embarazo. Estas tres semanas son rápidas y crítica, pero es una caja negra”.

1- Por qué aseguran que es un nuevo avance revolucionario

“Lo que sabemos de estos periodos generalmente lo hemos estudiado o aprendido en otras especies animales. Entonces, a nivel humano no entendemos mucho. Esto abre la oportunidad de entender muchas de las cosas que están sucediendo en estas etapas del desarrollo”, explicó en diálogo con Infobae Andrés Gambini, científico argentino experto en clonación y producción de embriones en el laboratorio, que actualmente se desempeña en The University of Queensland, Australia.

En ese sentido, Hernán Dopazo, doctor en Ciencias Biológicas, investigador Independiente del CONICET y director Científico de Biocódices, explicó a Infobae: “Han llegado a generar un conjunto de tejidos diferenciados (no órganos) en una misma estructura sintética que es muy interesante. En el imaginario, cuando decimos embrión y creemos que va a dar un individuo completo, pero esto no es lo que ha sucedido con las mismas estructuras de otras especies. Esta entidad puede parecerse lo más posible a una verdadera estructura embrionaria, con capacidad de análisis más allá del día 14, pero tiene que mejorar mucho la caracterización de cada uno de esos tejidos. La mejor comparación es con abortos espontáneos donados a la investigación, lo cual no es fácil porque en el control no funcionó el desarrollo normalmente”.

“Conozco el trabajo de Magdalena Zernicka-Goetz y hace muchos años que está trabajando en esto. Ella se preguntó cómo una sola célula que es el óvulo fertilizado, llega a transformarse en una persona, un animal o una planta. Entonces, empezó con una célula que se divide en dos y fue viendo todos los patrones de crecimiento. Llegó entonces a tener cultivo in vitro de hasta siete días de vida y eso lo tienen cualquier laboratorio. Nosotros trabajamos con esta clase de embriones, pero para ir más allá necesitás un tipo de cultivo celular más especializado, que ellos han desarrollado, llegó hasta el día 14 de vida”, dijo a Infobae Claudio Bisioli, biólogo (UBA), director científico de Pregna Medicina Reproductiva, una clínica de fecundación in vitro de Buenos Aires.

En ese sentido, Bisioli, quien además es miembro de la Sociedad Argentina de Medicina Reproductiva y se encuentra acreditado como director de laboratorio de embriología por la junta americana de bioanálisis, agregó: “Vieron un freno porque en Inglaterra hay una comisión del gobierno, ellos tienen un ente regulador que se llama la autoridad para la embriología y fertilidad humanas (HFEA), que dijo que las investigaciones pueden ser hasta ese día. Entonces, lo que están intentando, quizás, es extender un poco más ese límite. Y a veces las cuestiones legales chocan con las intenciones científicas, por eso si yo lo obtengo sintéticamente, a través de células madre, y logró que en cultivos formen estructuras parecidas a las que tiene un embrión: ¿es un embrión humano o una persona, o no lo es?”.

“El desarrollo de células madres está revolucionando la ciencia porque estamos empezando a entender, descubrir y a darle usos que no se tenían pensados en el principio. Esta posibilidad de poder tener células que se pueden diferenciar de cualquier otro tipo de célula, pueden formar tejidos y organizarse a nivel reproductivo, abrió un montón de puertas”, destacó el experto en clonación Gambini.

En ese sentido, recordó que “hace unos tres años, investigadores lograron producir, a partir de células y sin la necesidad de un espermatozoide y de un óvulo, embriones de estadio preimplantacional. Se hizo en ratón y en humanos. Lograron, combinando células madres de diferentes grados de diferenciación, formar embriones sin necesidad de un espermatozoide y de un óvulo y a esto lo llaman estructuras similares”. Lograron, de alguna forma, ‘reconstituir’ o ‘hacer’ un embrión de día 5, es decir en un estadio preimplantacional o, dicho de otro modo, antes de que el embrión se fije y contacte con el útero de la madre. Esto ya fue revolucionario”.

2- Cuáles son las aplicaciones a futuro

Más allá de que se trata de “un modelo” similar a un embrión humano, la situación actual y los posibles alcances de esta tecnología advierten un campo científico. Desde aplicaciones en fertilidad, hasta la identificación de enfermedades genéticas o que tienen lugar en la gestación, son las aplicaciones más nombradas. Aunque no son las únicas.

“Hay dos aplicaciones, una es la del mero conocimiento o la ciencia pura. Es buscar el conocimiento por el mero hecho de saber. La otra es lo que se llama la ciencia aplicada y esto es difícil de estudiarlo en el útero. Entonces, si uno pudiese tener estas estructuras in vitro podría estudiar sus mecanismos y algunos aspectos relacionados con su desarrollo. En nuestro campo, específicamente, podríamos tener información muy valiosa sobre la gestación y la posibilidad de quedar embarazada. Con lo cual, habría una enorme abundancia de información que sería muy importante”, explicó Bisioli.

Y continuó: “Además de aplicarlo en nuestro campo, que sería la infertilidad, también te va a dar conocimientos para la creación de órganos sintéticos y su trasplante, el poder curar enfermedades a través del reemplazo de válvulas de corazón y crear espermatozoides u óvulos en aquellas personas que no tienen por distintas patologías. Es infinita la capacidad de producción de células madre, ya que las más potentes son embrionarias. El potencial gigantesco, más aún con la potencialidad de la inteligencia artificial. Será una medicina totalmente distinta”.

“Las aplicaciones, para mi, son de investigación básica, fundamentalmente. No aplicada aún, porque se habla de creación de órganos, pero para eso no hace falta generar embriones, puede desarrollarse de otras células en la actualidad. Para mi la clave de este tipo de desarrollo es comprender el desarrollo humano y sus posibles fallas genéticas o no genéticas. Y cuando pienso en futuras aplicaciones me refiero a los próximos 5 años. Más allá es imposible, para mi, pensar hacia donde continuará sin hablar de engendros, clones y trasplantes de órganos”, reflexionó Dopazo.

Asimismo, al analizar qué enfermedades se podrían estudiar con este avance, aseguró: “No podría darte un nombre, pero hay muchos genes mutantes letales, es decir genes que, si cambian, producen letalidad, que generalmente pueden afectar a genes únicos. Obviamente, esas mutaciones están en bajísima frecuencia en la población, la selección natural la llevo a valores (frecuencias) muy bajas. Incluso, acaba de salir una publicación que afirma que hay una veintena de genes que acaban de revelarse, analizando 1,5 millones de individuos europeos. Pero para detectar estos genes tuvieron que analizar esta gran cantidad de personas. Por eso, entender cómo funcionan, cuáles son los arreglos estructurales que producen letalidad embrionaria o fallas en el sistema nervioso, o enfermedades raras que no se conoce cómo afectan el desarrollo, es factible de analizarse con estos sistemas”.

“Si esos embriones sintéticos logrados a partir de células madres pueden lograrse a partir de cualquier paciente y, como dicen, tiene tejido diferenciado para producir células reproductivas, óvulos y espermatozoides potenciales, podría tener aplicaciones inmensas en medicina reproductiva, ayudando a pacientes con problemas de infertilidad, podrían desarrollarse gametas sintéticas derivadas del genoma de los padres. Obviamente, hay que esperar que estos embriones sintéticos lleguen a diferenciar gametas viables. Ese es otro desafío”, subrayó Dopazo.

Del mismo modo lo consideró Gamini, quien destacó: “Obviamente, este avance tienen consecuencias súper interesantes para tratamientos en problemas de fertilidad, en mejorar las tasas de implantación y, como justamente un embrión en este estadio está empezando a formar todos los órganos, esto tiene la potencialidad de abrir nuevas puertas de lo que sería, por ejemplo, la producción de órganos en laboratorio, que es un área que ya se viene desarrollando con diferentes estrategias en el laboratorio”.

En ese sentido, quien ahora se desempeña en Australia, explicó: “Es importante aclarar que no estamos hablando de embriones propiamente dicho, sino de células que las han mezclado y que se asemejan a un embrión. Es muy importante destacar que todos los intentos de hacer embriones a partir de células, sin la participación de las gametas, en ratones, transferidoa a úteros de hembras, no logran desarrollar animales vivos. Claramente, no están sucediendo de forma exactamente idéntica a un embrión normal, son estructuras muy similares, pero no son exactamente idénticas. Por otro lado, estas estructuras similares a un embrión de día 14, que han logrado hacer, son estructuras que no se podrían pensar ni siquiera en transferir y que termine en un nacimiento, porque ya ha pasado el periodo de implantación, que ocurre dentro del vientre materno para que tenga éxito”.

“En la actualidad, estamos trabajando con células madres, no para formar embriones. Colectamos células de la piel, que es lo que uno habitualmente utiliza para la clonación, pero las transformamos en células madre y lo que potencialmente se puede hacer —que ya se ha hecho en ratón y hay ratones incluso nacidos de esta forma— es convertirlas en espermatozoides. O sea, podamos a diferenciar estas células madre de una yegua para que sean espermatozoides y utilizar después para fecundar óvulos de otra yegua, sin la participación de un padrillo. Esto tiene potencial reproductivo, porque se puede combinar genética: materna – materna y paterna – paterna. Esto es muy inicial y requiere mucho trabajo en el laboratorio, pero puede llegar a tener algún impacto en la posibilidad de producir descendencia monoparental”, señaló Gambini.

3- La ética bajo el microscopio

Uno de los grandes dilemas que pueden surgir con este avance, y que fue advertido por todos los expertos, se vincula con la ética. Es que, al igual que ocurre en otras áreas de la vida moderna, se deberá tener una regulación en el corto plazo para delimitar y detectar las áreas en las que la ciencia puede obtener un beneficio para la humanidad.

“No debemos pensar en ellos como seres humanos, porque no pueden desarrollarse. No por ahora y no creo que en el corto plazo veamos aplicaciones directas, antes las esperaría de sistemas como CRISPR y células madres derivadas de adultos humanos”, indicó el investigador Independiente del CONICET, Dopaso. Y agregó: “Creo que estamos viviendo una etapa de la biología que es gloriosa. Nunca antes se vivió con las posibilidades que hoy tenemos de cambiar el destino de familias que sufren enfermedades. Es algo maravilloso que tendremos que aprender a usar sin miedos, pero con mucha responsabilidad y conciencia ética”.

En tanto, Gambini explicó: “Esto trae un dilema ético porque hay ausencia de regulación. Por definición no son embriones, sino que son células combinadas. Entonces, la tecnología va superando a las regulaciones y en algún momento va a haber que tomar decisiones claves en poder decidir si esto que uno está logrando en el laboratorio lo va a poder tomar como un embrión, o no”.

“Lo importante es reconocer que no son embriones como tal, sino que son estructuras muy similares embriones que uno logra producir mezclando células madres, con diferentes medios de cultivo y con diferentes señalización. El hallazgo más fuerte es que han logrado producir absolutamente todos los tipos de tejidos embrionarios y extraembrionarios, y esto no se había logrado antes. El impacto más fuerte que tiene esto es darnos conocimiento, es abrir una puerta que estaba cerrada por la falta de acceso y que hoy se abre. Sin embargo, no es un embrión 100% natural, sino artificial y, de alguna forma, uno tiene que interpretarlo bajo ese contexto. No todo lo que aprendamos, necesariamente, es lo que va a estar pasando naturalmente en un embrión y no hay que transpolar directamente todos los hallazgos”, sumó Gambini.

Por su parte, Benjamin Dekel, gerente del Centro Sagol de Medicina Regenerativa en Universidad de Tel Aviv, admitió que “hay algunos problemas” éticos en torno de estos estudios. “El principal problema es cuán similares son los tejidos creados fuera de los cuerpos al feto real. Es difícil imitar la naturaleza, y la pregunta es si se trata de un feto real o de células dispuestas como un feto. Y, por supuesto, hay principales consecuencias éticas”.

“Si tenemos fetos sintéticos, podemos aprender más sobre enfermedades en la vida fetal. Podemos abrir todo un mundo de enseñanza sobre enfermedades que se desarrollan en la vida fetal o defectos de nacimiento. Nunca hemos tenido este tipo de sistemas modelo, pero nuevamente, no sabemos qué tan similar es a la cosa real. Hay una diferencia cuando cultivas algo fuera del cuerpo en un tubo e intentas imitar un proceso que se desarrolló durante millones de años. de la evolución. Es por eso que hay una discusión sobre cuán similar es a la cosa real”, dijo Dekel a The Jerusalem Post.

En tanto, sobre este punto Bisioli explicó: “Esto va a dar origen a que aparezcan un montón de cosas. La opinión de todos los expertos, científicos, y gente que trabaja en esto, es que los embriones hasta que no forman el tubo neural y no empiezan a desarrollar lo que es un sistema nervioso, no son humanos sino células humanas. Es decir que no son personas, son potencialmente personas. Aunque puede rozar con algunos aspectos religiosos, la visión de la ciencia, en general, es distinta”.

“La otra visión es que son personas en potencia, que pueden llegar a ser un hombre adulto o una mujer adulta, o no. Ahora ¿eso quiere decir que no merezcan respeto? No, en absoluto. Los embriólogos y los médicos que trabajan en esto, tienen que tener claro los conceptos éticos. Esto son células, que han sido confiadas por pacientes, entonces merecen el mayor de los respetos. Este desarrollo está en un límite que nos crea preguntas muy interesantes”, concluyó el miembro de la Sociedad Argentina de Medicina Reproductiva.

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