Un estudio identifica el desencadenante del desarrollo del eje de la cabeza a la cola en embriones humanos
La segunda semana de gestación representa una etapa crítica en el desarrollo del embrión o embriogénesis. Una de las principales causas de la pérdida temprana del embarazo es la falla del desarrollo durante este tiempo. Saber más sobre esto ayudará a los científicos a comprender cómo puede salir mal y tomar medidas para que puedan solucionar los problemas.
El período de preimplantación, antes de que el embrión en desarrollo se implante en el útero de la madre, ha sido objeto de extensos estudios en embriones humanos en el laboratorio. Al séptimo día, el embrión debe implantarse en el útero para sobrevivir y desarrollarse. Se sabe muy poco sobre el desarrollo del embrión humano una vez implantado, ya que se vuelve inaccesible para su estudio.
El trabajo pionero de la profesora Magdalena Zernicka-Goetz y su equipo ha desarrollado una técnica, reportado en 2016, para hacer crecer embriones humanos fuera del cuerpo de la madre más allá de la implantación. Esto hizo posible estudiar embriones humanos hasta el día 14 de desarrollo por primera vez.
En un nuevo estudio, el equipo colaboró con colegas del Instituto Wellcome Sanger para revelar qué sucede a nivel molecular durante esta etapa temprana de la embriogénesis. Sus hallazgos proporcionan la primera evidencia de que un grupo de células fuera del embrión, conocido como hipoblasto, envía un mensaje al embrión que inicia el desarrollo del eje del cuerpo de la cabeza a la cola.
Cuando el eje del cuerpo comienza a formarse, la estructura simétrica del embrión comienza a cambiar. Un extremo se compromete a convertirse en cabeza de fila y el otro en “cola”.
Los nuevos resultados, publicado hoy en la revista Nature Communications, revelan que las señales moleculares involucradas en la formación del eje del cuerpo muestran similitudes con las de los animales, a pesar de diferencias significativas en el posicionamiento y organización de las células.
«Revelamos los patrones de expresión génica en el embrión en desarrollo justo después de la implantación en el útero, que reflejan las múltiples conversaciones que tienen lugar entre los diferentes tipos de células a medida que el embrión se desarrolla en el útero. A través de estas primeras etapas», dijo la profesora Magdalena Zernicka-Goetz. en el Departamento de Fisiología, Desarrollo y Neurociencias de la Universidad de Cambridge y autor principal del informe.
Ella agregó: “Estábamos buscando la conversación genética que permitirá que la cabeza comience a desarrollarse en el embrión, y descubrimos que fue iniciada por células en el hipoblasto, un disco de células en el embrión, exterior del embrión. Envían el mensaje a las células embrionarias vecinas, que responden diciendo: “Bien, ahora vamos a hacernos a un lado y convertirnos en la cabeza. «
El estudio identificó conversaciones genéticas en el embrión en desarrollo al secuenciar el código en las miles de moléculas de ARN mensajero producidas por células individuales. Capturaron el perfil molecular en evolución del embrión en desarrollo después de la implantación en el útero, revelando la pérdida progresiva de pluripotencia (la capacidad de las células embrionarias para dar lugar a cualquier tipo de célula en el organismo futuro) a medida que se determina el destino de las diferentes células. .
“Nuestro objetivo siempre ha sido proporcionar información sobre el desarrollo temprano del embrión humano en un plato, para comprender cómo comienzan nuestras vidas. Al combinar nuestra nueva tecnología con métodos de secuenciación avanzados, hemos profundizado en los principales cambios que tienen lugar en esta increíble etapa del desarrollo humano, cuando lamentablemente fallan tantos embarazos ”, dijo Zernicka-Goetz.
Esta investigación fue financiada por Wellcome. Se llevó a cabo bajo la supervisión de la Autoridad de Embriología y Fertilización Humana del Reino Unido y con el permiso de una junta local de ética en investigación.
Referencia: Mole, MA et al: ‘La caracterización celular única de la embriogénesis humana identifica las transiciones de pluripotencia y el supuesto centro del hipoblasto anterior. Nature Communications, junio de 2021. DOI: 10.1038 / s41467-021-23758-w
