CIENCIA. Los embriones humanos adoptan la asimetría para formar el cuerpo

Los embriones humanos adoptan la asimetría para formar el cuerpo

 

Se muestra un embrión humano vivo (izquierda) en la etapa de ocho células, cuando ya está experimentando una división celular asimétrica (división celular asimétrica en azul, derecha; ilustración del artista). Fuente: Sergi Junyent

Las células generadas por la primera división del óvulo fertilizado contribuyen de manera desigual a los órganos y tejidos del cuerpo.

14 mayo 2024.- Las dos células que forman un embrión humano de un día de vida pueden parecer idénticas a primera vista. Pero un estudio 1 publicado hoy muestra que la mayor parte del cuerpo humano se forma a partir de una sola de esas células, un hallazgo que podría ayudar a aumentar la tasa de éxito de los procedimientos de fertilización in vitro (FIV).

El trabajo muestra que la primera división de un óvulo fertilizado prepara a las células resultantes para buscar destinos diferentes, allanando el camino para las complejidades del feto completamente desarrollado. El hallazgo fue publicado en la revista científica Cell .

Orígenes de la asimetría

Los investigadores han pensado durante mucho tiempo que todas las células de los cigotos de los mamíferos (óvulos fertilizados y embriones con menos de 16 células) son idénticas y no comienzan a especializarse hasta una etapa más avanzada del desarrollo. Después de todo, los cigotos que se dividen en dos embriones separados después de que ya se hayan producido varias divisiones celulares aún pueden convertirse en gemelos idénticos.

Pero en 2001, la bióloga del desarrollo Magdalena Zernicka-Goetz , ahora en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena, fue coautora de un artículo que revela que las dos primeras células de un embrión de ratón son distintas 2 . Una de las dos células se divide en células de progenie que constituyen principalmente la mayor parte del feto del ratón, mientras que los descendientes de la otra célula forman principalmente el saco vitelino.

Zernicka-Goetz siempre ha querido saber si ocurre lo mismo en los humanos. "Mi sueño era comprender cómo las células especifican su destino y cómo comienza a evolucionar la complejidad de la vida", dice. Pero eso ha resultado difícil de estudiar: los embriones donados en clínicas de FIV suelen contener docenas de células.

División larga

Zernicka-Goetz encontró una clínica de FIV que podía proporcionar a su laboratorio 54 óvulos fertilizados que aún no habían completado completamente su primera división, lo que produce dos células llamadas blastómeros. Los investigadores permitieron que los óvulos fertilizados se dividieran en el laboratorio y etiquetaron uno de los blastómeros resultantes con una proteína fluorescente. Esto les permitió rastrear los descendientes de cada blastómero a medida que se desarrollaba el embrión.

Los investigadores cultivaron los embriones durante cuatro o cinco días, hasta que comenzaron a formar estructuras distintas. Los análisis mostraron que la mayoría de las células de la estructura que se convertiría en un feto procedían del blastómero que se dividía más rápido. La progenie del blastómero que se dividió más lentamente tendió a convertirse en el saco vitelino. La correlación no era exacta, dice Zernicka-Goetz: estas dos primeras células sólo están "predispuestas" a formar un sistema u otro, y el destino de sus progenies no está sellado hasta más adelante en el desarrollo.

Brivanlou se sorprendió por el alcance de la asimetría, pero dice que tiene sentido, dado lo complejo que eventualmente llega a ser el cuerpo humano. "Cuanto más analizamos esto, más aprecio que la vida está hecha de una continua ruptura de la simetría", dice.

Desarrollo desequilibrado

Aún no está claro qué causa la asimetría. En los ratones, el lugar por el que el espermatozoide entra en el óvulo afecta a cómo se divide el óvulo, y que otros factores, como la estructura de los cromosomas en el óvulo, también podrían afectar el equilibrio.

Saber qué células tienen más probabilidades de formar el feto podría permitir a las clínicas de FIV evaluar mejor los embriones para encontrar aquellas que tienen más probabilidades de conducir a embarazos exitosos.

Los investigadores dicen que es difícil predecir cómo esta asimetría temprana afecta al cuerpo humano posterior, pero que el efecto probablemente sea muy duradero.

Referencias

  1. 1. Junyent, S. et al. Cell https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.04.029 (2024). Artículo 

  2. 2. Piotrowska, K. & Zernicka-Goetz, M. Nature 409, 517–521 (2001). Artículo

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