Cuatro claves del nuevo avance en la carrera por los embriones humanos sintéticos

Una reciente investigación publicada en la prestigiosa revista Nature volvió a poner en el centro de la escena un avance que, aún hoy, asombra a propios y ajenos. Sobre todo cuando se analiza bajo la mirada de dos expertos que, en el Reino Unido e Israel, pelean por revolucionar la medicina y sus aplicaciones. Además de brindar soluciones para enfermedades y condiciones que aquejan a la humanidad.

Según el trabajo realizado recientemente por el profesor Jacob Hanna, del Instituto Weizmann de Ciencias, el grupo de investigadores que lidera logró crear modelos completos de embriones humanos a partir de células madre cultivadas en el laboratorio. Es decir que se trata de embriones sintéticos cultivados fuera del útero hasta el día 14.

Según detalló en el estudio, estos organismos presentaban todas las estructuras y compartimentos característicos de esta etapa, incluyendo placenta, saco vitelino, saco coriónico y otros tejidos externos que aseguran el crecimiento dinámico y adecuado de los modelos. Asimismo, indicaron que estos tejidos, que alcanzan medio milímetro de ancho, se crearon combinando células madre que se organizaron en estructuras que imitan la organización tridimensional de todas las características conocidas que se encuentran en embriones humanos de una a dos semanas de edad.

Pese a que puede ser una noticia similar a la anunciada hace algunos meses desde Inglaterra, lo cierto es que los expertos israelíes dieron un paso más: “Este es el primer modelo de embrión que tiene una organización de compartimentos estructurales y una similitud morfológica con un embrión humano en el día 14″. Es decir que cuentan con casi todas las características definitorias de un embrión postimplantación (es decir en una etapa posterior al momento en que, en caso de ser humano, debería ser implantado en el útero para su crecimiento).

Para lograr este objetivo, los investigadores utilizaron el método desarrollado recientemente por Hanna para reprogramar células madre pluripotentes con el fin de retroceder aún más el reloj: revertir estas células a un estado anterior, conocido como ingenuo, y dividieron las células en tres grupos. Las destinadas a convertirse en embrión se dejaron tal cual, las otras fueron tratadas únicamente con productos químicos, sin necesidad de modificación genética, para activar ciertos genes. Poco después de mezclarse en condiciones optimizadas y específicamente desarrolladas, formaron grupos, aproximadamente el 1% de los cuales se autoorganizaron en estructuras completas similares a embriones.

Las estructuras similares a embriones basadas en células madre (denominadas SEM) se desarrollaron normalmente fuera del útero durante 8 días, alcanzando una etapa de desarrollo equivalente al día 14 en el desarrollo embrionario humano. Ese es el punto en el que los embriones naturales adquieren las estructuras internas que les permiten pasar a la siguiente etapa: desarrollar los progenitores de los órganos del cuerpo.

Ante esta realidad, que parece superarse día a día, surgen varios aspectos para analizar. Desde el punto de vista ético hasta la carrera con sus pares ingleses, cuál es la situación de esta técnica en el mundo y cuáles son las aristas que se encuentran bajo la lupa de la ciencia. Qué habían señalado los expertos a Infobae cuando se conoció, en junio pasado, la chance de que un embrión sintético llegara a los 14 días de vida.

En el mundo, según las últimas publicaciones científicas, existen dos grupos de expertos que desarrollan esta técnica. Se trata de un grupo de científicos que lidera Hanna en el Instituto Weizmann de Ciencias, en Israel, y el que encabeza la profesora Magdalena Żernicka-Goetz, de la Universidad de Cambridge y el Instituto de Tecnología de California, en el Reino Unido.

Antes de este nuevo avance, desde suelo británico se había dado a conocer la creación de embriones humanos “sintéticos” a partir de células madre y sin la necesidad de óvulos o esperma, que tuvo lugar a mediados de junio. En ese momento, los expertos señalaron que estos “modelos” se asemejan a las primeras etapas del desarrollo humano, por lo cual advirtieron que podría brindar información crucial sobre cómo impactan los trastornos genéticos u otros factores en esta etapa de la vida.

La información había sido divulgada en la reunión anual de la Sociedad Internacional para la Investigación de Células Madre en Boston y días más tarde se dio a conocer desde Israel un avance similar. Según había destacado la experta británica, estos “embriones sintéticos”, no tienen un corazón que late y tampoco un “comienzo de cerebro”, pero cuentan con el resto de las células. Es decir que se incluyen aquellas 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”, había señalado Żernicka-Goetz a la prensa británica. Y agregó: “Es hermoso y creado completamente a partir de células madre embrionarias”, indicó.

Por su parte, el profesor Hanna había declarado a The Times of Israel, tras la publicación de un trabajo en versión preprint (sin revisión de pares) en una revista científica, que “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”,

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”.

Con este panorama, la idea de ir un paso más allá se hizo latente y, hace escasas horas, este avance dio lugar a un embrión más desarrollado y con otros aspectos característicos del desarrollo de un embrión presentes. Es por eso que, ante esta innovación, se espera que desde el equipo que lidera Żernicka-Goetz se genere un nuevo estadio en esta “carrera” biológica.

Los expertos son concluyentes cuando se trata de analizar este avance: es una técnica revolucionaria que logra realizar embriones humanos sintéticos a partir de células madres, dejando en el “olvido” al óvulo y el espermatozoide.

“La creación de embriones sintéticos de células madre es un avance importante en la investigación científica, ya que tienen la capacidad de diferenciarse en distintos tipos de células especializadas. En el caso de los embriones sintéticos, se utilizan células madre pluripotenciales humanas que se cultivan en un ambiente adecuado para que se diferencien en células embrionarias y comiencen un desarrollo embrionario, son creados in vitro, desarrollados fuera de un útero, con características similares a los embriones normales””, había indicado a Infobae la doctora Soledad Kleppe, médica especialista en Genética y Enfermedades Metabólicas en el Instituto Médico de Alta Complejidad del Hospital Italiano.

Adrián Turjanski, experto y profesor de la Universidad de Buenos Aires, especialista en bioinformática y director científico de la compañía Bitgenia, dedicada a la medicina de precisión, había resaltado en diálogo con Infobae que, gracias a este avance, “lograron crear a partir de células madre, embriones, pero no necesariamente van a terminar iguales a un ser humano”.

Por su parte, el doctor Pablo Wappner, jefe del Laboratorio de Genética y Fisiología Molecular del Instituto Leloir e investigador principal del CONICET, en tanto, había destacado en diálogo con Infobae, que “en este caso lo que están haciendo es agarrando una célula del cuerpo que se llama indiferenciada, que no tiene identidad, ni de nada. Y, a partir de esa célula, se desarrolla un embrión. Es decir, que han encontrado la metodología como para lograrlo”. Al tiempo que advirtió que la ausencia de un corazón y un cerebro se relaciona con el periodo de evolución del embrión: “Es un malentendido, porque no es que no quieran que tenga estos órganos, si no que hasta ahora no han llegado a ese punto de evolución”.

En ese sentido, Hernán Dopazo, doctor en Ciencias Biológicas, investigador Independiente del CONICET y director Científico de Biocódices, había resaltado en conversación con Infobae que “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 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”.

“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”, había señalado a 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.

“El cultivo in vitro de hasta siete días de vida, 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, y llegó hasta el día 14 de vida”, le había dicho a Infobae Claudio Bisioli, biólogo (UBA), director científico de Pregna Medicina Reproductiva, una clínica de fecundación in vitro de Buenos Aires.

Más allá de que se trata de “un modelo” similar a un embrión humano, esta técnica abre un abanico de posibilidades en un campo científico que tiene aplicaciones tanto en fertilidad como en enfermedades genéticas y gestación, son las aplicaciones más nombradas. Pero 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 estudiar estas estructuras in vitro, en nuestro campo específicamente, podríamos tener información muy valiosa sobre la gestación y la posibilidad de quedar embarazada. Con lo cual, tendríamos abundancia de información muy importante”, explicó Bisioli.

En ese tono, Turjanski advirtió que en este campo, en “seres humanos se puede estudiar una vez que ya son grandes. Pero éstos, al no ser alcanzados por la Ley porque son de alguna manera sintéticos, les permite a los investigadores poder seguir estudiándolos más allá de los límites que impone la Ley de 14 días. Cuando está tratando de entender cómo es el desarrollo o cómo se forma un ser humano, tiene dos opciones: en los humanos lo estudias, los miras, le haces diagnóstico por imágenes, lo abrís, o haces anatomías. En cambio, en los embriones podés esperar a ver qué pasa”.

“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. 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. Al tiempo que afirmó que, además, “podría tener aplicaciones inmensas en medicina reproductiva, ayudando a pacientes con problemas de infertilidad, podrían desarrollarse gametas sintéticas derivadas del genoma de los padres. Pero ese es otro desafío”.

Por su parte, Kleppe añadió: “La investigación con embriones sintéticos de células madre es importante para la ciencia, ya que permite estudiar los distintos momentos del desarrollo embrionario y ver qué genes se expresan en cada momento. Esto es fundamental para entender qué sucede cuando las cosas funcionan mal y para buscar las causas de las malformaciones o pérdidas de embarazo. Al no tener un embrión viable, en teoría, se puede hacer un modelo artificial que permita ver los distintos momentos del desarrollo y buscar, después, si hay alteraciones en esos genes que puedan ser las causas de que algo funcione mal”.

Del mismo modo lo consideró Gambini: “Obviamente, este avance tienen consecuencias súper interesantes para tratamientos en problemas de fertilidad, en mejorar las tasas de implantación y potencialidad para abrir nuevas puertas de lo que sería, por ejemplo, la producción de órganos en laboratorio. Pero es importante aclarar que no estamos hablando de embriones propiamente dichos, 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, transferido a úteros de hembras, no logran desarrollar animales vivos. 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”.

Un punto esencial de este avance se relaciona con los dilemas éticos. Según había señalado la experta británica, que fue respaldada por su par israelí, “sería ilegal implantarlos en el útero de un paciente, y aún no está claro si estas estructuras tienen el potencial de continuar madurando más allá de las primeras etapas de desarrollo”.

“Obviamente este avance trae un montón de problemas éticos, porque en un momento empieza a ser un ser humano, si realmente se parece mucho esos embriones sintéticos a los reales. Hasta ahora, lo que vieron es que no llegaron a que se desarrolle un cerebro, pero se desarrolla buena parte de lo que se parece a un ser humano. Es algo bastante inquietante cómo hacer un ser humano de laboratorio sin la necesidad del óvulo y el espermatozoide. Y al no ser alcanzados por la Ley, esos embriones que son de alguna manera sintéticos, les permite a los investigadores poder seguir estudiándolos más allá de los límites que impone la Ley. ¿Qué quiere decir? Que podés, para estudiarlo, modificar una parte de su ADN y ver cómo evoluciona. En animalitos se puede hacer, sobre todo en ratones y se trata de usar ese animalito como un modelo de enfermedad”, dijo Turjanski.

A su turno Gambini había explicado: “Esto trae un dilema ético porque hay ausencia de regulación. Por definición no son embriones, sino que son células combinadas. 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. Sin embargo, no es un embrión 100% natural, sino artificial”.

“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, Dopazo. 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, Bisioli añadió: “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”.