Los embriones de ratón se ven perfectamente normales. Todos sus órganos se desarrollan según lo esperado, junto con sus miembros y sistemas circulatorio y nervioso. Sus pequeños corazones latían a 170 latidos por minuto de manera normal.
Pero estos embriones no crecieron en el vientre de una madre ratón. Se desarrollaron en un útero artificial, la primera vez que se logra esta hazaña, según informaron los científicos el miércoles.
Los experimentos, en el Instituto de Ciencia Weizmann en Israel, estuvieron dirigidos a ayudar a los científicos a comprender cómo se desarrollan los mamíferos y cómo las mutaciones genéticas, los nutrientes y las condiciones ambientales pueden afectar al feto. Pero el trabajo podría, algún día, plantear cuestionamientos profundos acerca de si otros animales, incluso los humanos, deberían o podrían ser cultivados fuera de un vientre de un ser vivo.
En un estudio publicado en Nature, el doctor Jacob Hanna describió la extracción de embriones de los úteros de ratones a los cinco días de gestación y el cultivo de los mismos durante seis días más en vientres artificiales.
En ese punto, los embriones estaban a mitad de camino de su desarrollo; la gestación completa es de aproximadamente 20 días. Un humano en esta etapa de desarrollo sería denominado feto. Hasta la fecha, Hanna y sus colegas han desarrollado más de 1.000 embriones de esta manera.
“Realmente es un logro notable”, dijo Paul Tesar, biólogo del desarrollo en la Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve en Cleveland.
Alexander Meissner, director de regulación de genoma en el Instituto Max Planck para Genética Molecular en Berlín, dijo que “llegar hasta aquí es sorprendente” y que el estudio fue “un hito importante”.
Pero la investigación ya avanzó más allá de lo que describieron los investigadores en la publicación. En una entrevista, Hanna dijo que él y sus colegas tomaron óvulos fertilizados de los oviductos de un ratón hembra inmediatamente después de la fertilización — en el día 0 del desarrollo — y los implantaron en úteros artificiales durante 11 días.
Hasta ahora, los investigadores pudieron fertilizar óvulos de mamíferos en el laboratorio y solamente cultivarlos por muy poco tiempo. Los embriones necesitaban un vientre viviente. “Los mamíferos placentarios se desarrollan encerrados en el útero”, dijo Tesar.
Eso impidió que los científicos respondieran a preguntas fundamentales acerca de las etapas más tempranas del desarrollo.
“El santo grial de la biología del desarrollo es comprender de qué manera una única célula, un óvulo fertilizado, puede generar todos los tipos de células específicas en el cuerpo humano y desarrollar 40 billones de células”, dijo Tesar. “Desde el comienzo de los tiempos, los investigadores han tratado de desarrollar maneras de responder esta pregunta”.
La única manera de estudiar el desarrollo de los tejidos y órganos fue volcarse a especies como los gusanos, ranas y moscas que no necesitan un útero, o extraer los embriones de los úteros de animales experimentales en varios momentos, para obtener pantallazos del desarrollo, algo así como instantáneas de un video.
Lo que se necesitaba era una manera de ingresar al útero, ver y retocar el desarrollo en los mamíferos, tal como sucedió. Para Hanna, eso significaba un útero artificial.
Pasó siete años desarrollando un sistema de dos partes que incluye incubadoras, nutrientes y un sistema de ventilación. Los embriones de ratón se colocan en viales de vidrio dentro de incubadoras, donde flotan en un fluido de nutrientes especial.
Los viales se anexan a una rueda que gira lentamente para que los embriones no se adhieran a la pared, donde se deformarían y morirían. Las incubadoras están conectadas a una máquina de ventilación que provee oxígeno y dióxido de carbono a los embriones, y controla la concentración de esos gases, como así también la presión de gas y el caudal.
En el día 11 del desarrollo — más de la mitad del tiempo de embarazo de los ratones — Hanna y sus colegas examinaron los embriones, de apenas el tamaño de semillas de manzana, y los compararon con los que se desarrollan en los úteros de los ratones vivos. Los embriones de laboratorio eran idénticos, descubrieron los científicos.
Sin embargo, para entonces, los embriones criados en el laboratorio eran tan grandes como para sobrevivir sin suministro de sangre. Tenían placenta y saco vitelino, pero la solución de nutrición que los alimentaba a través de difusión ya no era suficiente.
Pasar ese obstáculo es el próximo objetivo, dijo Hanna en una entrevista. Está pensando en usar una solución con nutrientes enriquecidos o un suministro de sangre artificial que se conecte a las placentas de los embriones.
Mientras tanto, los experimentos atraen. La capacidad para mantener vivos los embriones y desarrollar la mitad de camino del embarazo, “para nosotros es una mina de oro”, dijo Hanna.
El vientre artificial puede permitirles a los investigadores, aprender más sobre el motivo por el cual los embarazos terminan en abortos espontáneos o por qué no se implantan los óvulos fertilizados. Abre una nueva ventana a cómo las mutaciones o eliminaciones de genes afectan el desarrollo fetal. Los investigadores pueden observar a células individuales que migran hacia sus destinos finales.
El artículo es un “avance innovador”, dijo Magdalena Zernicka-Goetz, profesora de biología e ingeniería biológica en el Instituto de Tecnología de California. “Abre la puerta a una nueva era de estudio del desarrollo en el modelo experimental de ratón”.
Un desarrollo reciente ofrece otra oportunidad. Los investigadores crearon embriones de ratón directamente a partir de fibroblastos de ratón — células de tejido conectivo — formando embriones tempranos sin comenzar con un óvulo fertilizado.
Combine ese desarrollo con el trabajo de Hanna, y “entonces, no necesita ratones para estudiar el desarrollo embrionario de los ratones, dijo Meissner. Los científicos podrían generar todos los embriones que necesiten a partir de tejido conectivo.
Si los científicos pudieran desarrollar embriones sin fertilizar óvulos y pudieran estudiar su desarrollo sin un útero, dijo Meissner, “podríamos prescindir de la destrucción de embriones”. No habría necesidad de fertilizar óvulos de ratón, únicamente para destruirlos en el curso del estudio.
Sin embargo, el trabajo podría extenderse eventualmente más allá de los ratones. Otros dos artículos publicados en Nature el miércoles informan acerca de intentos que están al borde de la creación de embriones humanos tempranos de esta manera. Por supuesto, dijo Meissner, la creación de embriones humanos está muy alejada — incluso ni permitida. Por ahora, en general, los científicos se abstienen de estudiar embriones humanos más allá de los 14 días de fertilización.
En el futuro, dijo Tesar, “no sería irracional que podamos tener la capacidad de desarrollar un embrión humano a partir de la fertilización hasta el nacimiento, totalmente fuera del útero”.
Por supuesto, incluso la sugerencia de este escenario de ciencia ficción está unida a horrorizar a muchos. Pero son los primeros tiempos, sin la seguridad de que los fetos humanos alguna vez puedan desarrollarse totalmente fuera de un vientre.
Aun suponiendo que pudiera ser así, expresó Tesar, “si es apropiado o no, es una cuestión de especialistas en ética, reguladores y la sociedad”.
Fuente: Clarín