Un embrión de ratón con un corazón palpitante se ha cultivado por completo en una placa de Petri

Las formas de vida más complejas jamás desarrolladas por completo en placas de Petri pueden bombear sangre a través de pequeños corazones que laten, haciendo crecer gradualmente los nervios y los músculos en un laboratorio.

Estas pequeñas colecciones de células de mamíferos forman embriones rudimentarios de ratón, construidos desde cero a partir de Células madre – células que tienen el potencial de convertirse en cualquier otro tipo de célula del cuerpo.

Si bien los científicos han estado creando con éxito órganos sintéticos llamados organoides durante un tiempo, estos carecen de la variedad completa de tipos de células que se encuentran en el negocio real. Este embrioide de ratón construido por humanos es mucho más complejo.

“Ver cómo se desarrolla un embrión es algo maravilloso de contemp lar”, dicho

La bióloga del desarrollo Christine Thisse de la Universidad de Virginia, una de las autoras del estudio.

“Lo sorprendente es que podemos obtener la variedad de tejidos que están presentes en un embrión de ratón auténtico. [This] El modelo muestra que somos capaces de inducir a las células a ejecutar programas de desarrollo complejos en la sucesión correcta de pasos “.

El embrioide no es un ratón por nacer completo, y no puede convertirse completam ente en uno porque todavía faltan partes clave, como una parte gigante del cerebro. Pero la complejidad de este experimento lleva a los investigadores a dar un gran paso para poder construir órganos completamente funcionales en un laboratorio.

“Los órganos humanos están hechos de múltiples tipos de células que se originan en diferentes partes del embrión en crecimiento”, dicho el biólogo del desarrollo Bernard Thisse. “El intestino, por ejemplo, está hecho de células que forman un tubo hueco. Se han hecho modelos de este tubo en un plato y se llaman organoides intestinales.

“Sin embargo, este tubo no es suficiente para hacer un intestino funcional porque este órgano contiene otros componentes, como músculos lisos, vasos sanguíneos y nervios que controlan la función del intestino y que están hechos de células de diferentes orígenes”.

“La única forma de tener toda la variedad de células necesarias para la formación de órganos funcionales es desarrollar sistemas en los que estén presentes todas las células precursoras. Las entidades similares a embriones que hemos diseñado utilizando células madre están proporcionando precisamente esto”.

El desarrollo de estos sistemas biológicos en pleno funcionamiento requiere obtener una serie de cosas a la perfección, como el tipo de célula correcto, la ubicación espacial y la sincronización de las señales celulares para obtener el resultado deseado. La recreación sintética de estos complejos procesos solo es posible gracias a generaciones de investigación en biología del desarrollo, incluidas las de este equipo. investigaciones previas sobre el pez cebra

.

Se han basado muchos intentos anteriores. Estas faltaban cosas como tipos enteros de tejidos, no formó una estructura de cabeza, no pudo organizar los tejidos correctamente, o se desarrolló hasta la etapa embrionaria llamada gastrulación.

Muchos de estos problemas implicaron la necesidad de confinar espacialmente las señales químicas del desarrollo dentro del embrioide en formación. Thisse y sus colegas desarrollaron una forma de hacer esto en sus experimentos con peces cebra, creando centros para los químicos de señalización que proporcionan a los grupos de células un sentido de dirección: atrás y adelante, cabeza y cola.

Luego podrían controlar el tiempo, el tamaño y la fuerza de estas señales.

Su trabajo ha culminado ahora en estos embriones de ratón que funcionan milagrosamente, con todas las capas tempranas de tejido embrionario normales. Las células y tejidos correctamente organizados se disponen de forma adecuada alrededor del precursor de la médula espinal embrioide (la notocorda), incluido el desarrollo de los sistemas digestivo, muscular, nervioso y circulatorio y un corazón que late.

Sin embargo, al embrioide todavía le faltan partes del cerebro, y el equipo sospecha que esto puede deberse a que la señal química que le dice a las células que están en el extremo trasero (llamada Morfógeno WNT) se extendió demasiado.

“Con las técnicas que hemos desarrollado, deberíamos ser capaces, en algún momento, de manipular las señales moleculares que controlan la formación de embriones, y esto debería conducir a generar entidades similares a embriones que contengan todos los tejidos y órganos, incluido el cerebro anterior”. dicho Bernard Thisse.

Los investigadores esperan aprender a controlar y manipular completamente el desarrollo embrioide y creen que puede convertirse en una herramienta poderosa para estudiar enfermedades.

“Tener toda la variedad de tejidos fabricados nos permite esperar que la comunidad científica sea capaz de construir órganos con una vascularización, inervación e interacciones adecuadas con otros tejidos”, Christine Thisse dicho.

“Esto es esencial para poder algún día producir órganos de reemplazo humanos funcionales en un plato. Esto superaría la escasez de órganos para trasplantes”.

Su investigación fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza.

.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *