Creen el primer embrió artificial de ratolí amb cervell i un cor que batega

BarcelonaNou pas endavant en la recerca basada en cèl·lules mare. Investigadors de la Universitat de Cambridge han creat embrions artificials de ratolí que tenen un cervell i un cor que batega, així com els fonaments d'altres òrgans del cos. El model s'ha desenvolupat sense utilitzar òvuls ni espermatozoides, a partir de cèl·lules mare. Però, a diferència d'altres embrions de laboratori, aquests van aconseguir que tot el cervell, inclosa la part anterior, comencés a desenvolupar-se, cosa que no s'havia aconseguit mai fins ara.

Els resultats de la recerca, que aquest dijous publica la revista Nature, obren una nova via per recrear les primeres etapes de la vida. I això podria ajudar els investigadors a entendre perquè, en embarassos sans, alguns embrions fracassen i altres prosperen. La investigació també es podria aplicar en el desenvolupament d'òrgans artificials per a trasplantaments.

L'equip d'investigadors dirigit per la catedràtica de desenvolupament de mamífers i biologia de cèl·lules mare Magdalena Zernicka-Goetz va imitar al laboratori els processos naturals d'un embaràs d'un mamífer fent servir cèl·lules mare. Van induir un conjunt de gens i van crear un marc pensat expressament perquè interactuessin, cosa que van aconseguir que passés. Quan aquestes cèl·lules van començar a comunicar-se entre si, es van autoorganitzar en estructures que van anar progressant fins a convertir-se en diferents òrgans, com ara un cor capaç de bategar, les bases del cervell o el sac vitel·lí, on l'embrió es desenvolupa i obté els nutrients en les primeres setmanes de l'embaràs.

"El nostre model d'embrió de ratolí no només desenvolupa un cervell, sinó també un cor que batega i tots els components que conformen el cos. És increïble que hàgim arribat tan lluny. Aquest ha sigut el sostre de la nostra comunitat durant anys i el principal objectiu del nostre treball durant una dècada", subratlla Zernicka-Goetz.

Una clau per avançar

Un dels propòsits de la recerca és que serveixi per entendre millor l'èxit i el fracàs dels embarassos en dones sanes. De fet, l'equip dirigit per Zernicka-Goetz ja fa una dècada que estudia aquesta qüestió. "El model d'embrió de cèl·lules mare és important perquè ens dona accés a una etapa que normalment se'ns oculta a causa de la implantació del diminut embrió a l'úter de la mare", explica la catedràtica.

Durant la primera setmana després de la fecundació es desenvolupen tres tipus de cèl·lules mare: una acabarà convertint-se en els teixits del cos, i les altres dues recolzen el desenvolupament de l'embrió. Molts embarassos fracassen en el moment en què aquests tres tipus de cèl·lules mare comencen a enviar senyals mecànics i químics entre si, per indicar a l'embrió com desenvolupar-se correctament. Per guiar el desenvolupament del seu embrió de laboratori, els investigadors van ajuntar cèl·lules mare cultivades en les proporcions i en l'entorn adequats per promoure'n el creixement i la comunicació entre si. I van descobrir que les cèl·lules extraembrionàries envien senyals químics i mecànics a les cèl·lules embrionàries, guiant el desenvolupament de l'embrió.

Una altra gran fita de la recerca és el fet que s'hagi aconseguit generar de manera completa un cervell artificial, un dels grans esculls fins ara en el desenvolupament d'embrions sintètics. "Això obre noves possibilitats per estudiar els mecanismes del neurodesenvolupament en un model experimental", defensa Zernicka-Goetz.

Tot i que la investigació actual es va fer en models de ratolí, els investigadors estan desenvolupant models humans similars per comprendre el funcionament dels processos que acaben generant la creació dels òrgans del cos, una cosa que no es pot estudiar en embrions reals. Si en el futur els models recreats per aquest equip funcionen amb cèl·lules mare humanes, també es podrien utilitzar per guiar el desenvolupament d'òrgans de laboratori per a pacients que esperen trasplantaments.