Una nueva técnica permite observar aspectos críticos del desarrollo embrionario en mamíferos
(17/02/2012) - E.P.
Permitirá el acceso directo experimental a determinadas etapa del desarrollo y por lo tanto proporcionará los medios para obtener una mayor comprensión de las células madre embrionarias en su desarrollo natural
Una nueva investigación, publicada en Nature Communications, y llevada a cabo en el laboratorio de la profesora Magdalena Zernicka-Goetz, de la Universidad de Cambridge, permite a los científicos observar los aspectos críticos del desarrollo embrionario.
Durante varias décadas, se ha podido desarrollar embriones desde una sola célula, el óvulo fecundado, al blastocisto, 64 células derivadas de las reiteradas fases de división de la primera célula. En términos prácticos, esto ha permitido el desarrollo de la fertilización in vitro en las técnicas que se utilizan en todo el mundo para ayudar a la fertilidad. Esta técnica también ha permitido un mayor conocimiento acerca de estas primeras etapas del desarrollo, en los primeros 4 días, es posible observar los eventos de desarrollo a medida que ocurren y, en sistemas de modelos experimentales, manipular la expresión de los genes implicados en el proceso a fin de comprender mejor sus funciones.
Las 64 células del blastocisto comprenden tres tipos diferentes, un número pequeño de células madre que se desarrollarán en el futuro embrión, acompañado por dos tipos de células extraembrionarias que contribuirán a la placenta, pero también señalarán los eventos del desarrollo. Actualmente, se conocen bien estos sucesos moleculares y celulares que resultan en la formación de estos tres tipos de células.
En contraste, los acontecimientos posteriores no han sido fáciles de observar, la etapa (alrededor del cuarto día) en la que el embrión se implanta en el vientre de la madre. Sin embargo, esta es una fase muy importante del desarrollo donde se podrían observar las señales de los tejidos extraembrionarios a las células madre, cuando se empiezan a formar la cabeza y la parte posterior del cuerpo.
Aunque los investigadores han recuperado embriones de modelos experimentales, cuando esta fase está teniendo lugar, para construir una imagen de lo que está sucediendo, hasta ahora, sin embargo, no se ha podido grabar este proceso. En la nueva investigación, usando el embrión de un modelo, la profesora Zernicka-Goetz y sus colaboradores, han desarrollado un método que les ha permitido superar la barrera de la implantación en el útero mediante el cultivo y grabación de embriones en el exterior del organismo materno, durante los primeros 8 días de su desarrollo. Las imágenes revelan esta etapa crítica del desarrollo, descubriendo secretos sobre los orígenes de los grupos de células extra-embrionarias que indican la situación de la cabeza del embrión, los científicos han utilizado un gen que se expresa sólo en esta región de la señalización, marcada por una proteína fluorescente, para hacer un seguimiento de estas células.
Así, los investigadores han podido determinar que estas células se originan de una o dos células, en fase de blastocisto, y que su progenie, unida en una parte específica del embrión, migra posteriormente de forma colectiva a la posición en la que señala el desarrollo de la cabeza.
Según Zernicka-Goetz, autora principal del estudio, este enfoque, no sólo descubre hechos que antes estaban ocultos a la vista, sino que también tiene otras posibles aplicaciones importantes. Este período del desarrollo, durante el cual la población natural de células madre se somete a la expansión, forma la base sobre la cual se construye el organismo.
La experta añade que, "en el modelo, es bastante fácil establecer líneas de células madre de los embriones en la etapa de blastocisto, que tienen la capacidad de contribuir a todos los tejidos. En los seres humanos, sin embargo, estas líneas son más difíciles de establecer. Ahora, la nueva técnica, al permitir la expansión de la población de células madre, de manera similar al desarrollo normal, facilitará la tarea de establecer estas líneas de células madre.
Durante varias décadas, se ha podido desarrollar embriones desde una sola célula, el óvulo fecundado, al blastocisto, 64 células derivadas de las reiteradas fases de división de la primera célula. En términos prácticos, esto ha permitido el desarrollo de la fertilización in vitro en las técnicas que se utilizan en todo el mundo para ayudar a la fertilidad. Esta técnica también ha permitido un mayor conocimiento acerca de estas primeras etapas del desarrollo, en los primeros 4 días, es posible observar los eventos de desarrollo a medida que ocurren y, en sistemas de modelos experimentales, manipular la expresión de los genes implicados en el proceso a fin de comprender mejor sus funciones.
Las 64 células del blastocisto comprenden tres tipos diferentes, un número pequeño de células madre que se desarrollarán en el futuro embrión, acompañado por dos tipos de células extraembrionarias que contribuirán a la placenta, pero también señalarán los eventos del desarrollo. Actualmente, se conocen bien estos sucesos moleculares y celulares que resultan en la formación de estos tres tipos de células.
En contraste, los acontecimientos posteriores no han sido fáciles de observar, la etapa (alrededor del cuarto día) en la que el embrión se implanta en el vientre de la madre. Sin embargo, esta es una fase muy importante del desarrollo donde se podrían observar las señales de los tejidos extraembrionarios a las células madre, cuando se empiezan a formar la cabeza y la parte posterior del cuerpo.
Aunque los investigadores han recuperado embriones de modelos experimentales, cuando esta fase está teniendo lugar, para construir una imagen de lo que está sucediendo, hasta ahora, sin embargo, no se ha podido grabar este proceso. En la nueva investigación, usando el embrión de un modelo, la profesora Zernicka-Goetz y sus colaboradores, han desarrollado un método que les ha permitido superar la barrera de la implantación en el útero mediante el cultivo y grabación de embriones en el exterior del organismo materno, durante los primeros 8 días de su desarrollo. Las imágenes revelan esta etapa crítica del desarrollo, descubriendo secretos sobre los orígenes de los grupos de células extra-embrionarias que indican la situación de la cabeza del embrión, los científicos han utilizado un gen que se expresa sólo en esta región de la señalización, marcada por una proteína fluorescente, para hacer un seguimiento de estas células.
Así, los investigadores han podido determinar que estas células se originan de una o dos células, en fase de blastocisto, y que su progenie, unida en una parte específica del embrión, migra posteriormente de forma colectiva a la posición en la que señala el desarrollo de la cabeza.
Según Zernicka-Goetz, autora principal del estudio, este enfoque, no sólo descubre hechos que antes estaban ocultos a la vista, sino que también tiene otras posibles aplicaciones importantes. Este período del desarrollo, durante el cual la población natural de células madre se somete a la expansión, forma la base sobre la cual se construye el organismo.
La experta añade que, "en el modelo, es bastante fácil establecer líneas de células madre de los embriones en la etapa de blastocisto, que tienen la capacidad de contribuir a todos los tejidos. En los seres humanos, sin embargo, estas líneas son más difíciles de establecer. Ahora, la nueva técnica, al permitir la expansión de la población de células madre, de manera similar al desarrollo normal, facilitará la tarea de establecer estas líneas de células madre.
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