Carrera para crear embriones humanos en el laboratorio con células madre

Los científicos siempre enfocaron sus microscopios hacia los misterios  del desarrollo embrionario, ¿cómo surge la maquinaria de la vida de células indiferenciadas? No solo resulta clave para estudios evolutivos, sino que allí se encuentra la respuesta a éxitos y fracasos a la hora de lograr un embarazo. Desde que se inició la era de la fecundación asistida in vitro (fuera del organismo), se conoce con mucha precisión qué ocurre en los primeros seis días después de la fecundación… hasta que el embrión se implanta en el útero materno. Después, aunque es una etapa crucial en la que se generan las estructuras que conforman el plano maestro del organismo (las células migran y comienzan a crear el sistema neural, la piel, los músculos, huesos, vasos sanguíneos y tejidos conectivos, el tracto gastrointestinal, el sistema respiratorio y otros órganos), por obvias razones ya no es posible seguirlo en detalle.

Sin embargo, ese obstáculo finalmente podría desaparecer: varios equipos se embarcaron en una competencia por alcanzar la meta de crear embriones humanos en el laboratorio… sin óvulos ni espermatozoides. Sus anuncios provocaron una agitada controversia.

El último 14 de junio, la investigadora polaca que lidera un grupo de la Universidad de Cambridge, Magdalena Żernicka-Goetz, presentó sus resultados en la reunión de la International Society for Stem Cell Research (Sociedad Internacional para la Investigación en Células madre o ISSCR, según sus siglas en inglés), en Boston, con avances significativos en el desarrollo de embriones sintéticos (o modelos de embriones) humanos de 14 días y lo contó a The Guardian antes de haberlo sometido a la revisión por pares.  

Un día después, el científico palestino del Instituto Weizmann, en Israel, Jacob Hanna (competidor de Żernicka-Goetz), depositó en bioRxiv un manuscrito con detalles experimentales que mostraban que su grupo también había conseguido generar embriones humanos en el laboratorio a partir de células madre y lo contó en el El País diciendo que era la primera vez que se obtenían embriones humanos sintéticos sin modificaciones genéticas. Según escribe Manuel Ansede en el diario español, el conjunto de células  “imita la arquitectura tridimensional de un embrión natural de entre 7 y 14 días”.

De inmediato, Żernicka-Goetz también depositó en bioRxiv un manuscrito con sus datos, que indican que utilizó células troncales embrionarias pluripotentes modificadas genéticamente. Al parecer, el trabajo ya había sido enviado a Nature el 14 de noviembre de 2022.

Dos semanas después, Nature publica el artículo de Żernicka-Goetz (https://doi.org/10.1038/s41586-023-06368-y ) y, simultáneamente, otro de Berna Sozen, de la Universidad de Yale (https://doi.org/10.1038/s41586-023-06354-4), con resultados similares, pero con la novedad de que éste último aparentemente había conseguido promover el desarrollo de tejidos extraembrionarios. 

“Creo que estamos asistiendo a la competencia entre diversos laboratorios sobre un tema a la vez interesante y sensible. Seguramente, el artículo en The Guardian, el origen de toda esta polémica, fue prematuro –afirmó el biólogo e investigador del Centro Nacional de Biotecnología de España, Lluís Montoliu a Science Media Centre (SMC)–. El comportamiento de los laboratorios de Hanna (Weizmann) y Sozen (Yale) entiendo que está dentro de los parámetros habituales de la comunidad científica.  Por su parte, parece que Żernicka-Goetz, tras la publicación del artículo en The Guardian, quiso dejar constancia de su trabajo depositando un manuscrito en bioRxiv que ya había sido enviado ocho meses antes a Nature y estaba próximo a publicarse, pero al que no podía referirse mientras la revista no lo aprobara definitivamente para su publicación”. 

Cóctel vital

¿Por qué están compitiendo estos grupos y por qué atraen tanto interés y, también, cierta inquietud? En pocas palabras, porque por primera vez lograron generar embriones humanos artificiales en el laboratorio a partir de la reorganización espontánea de diferentes células madre, que no son óvulos y espermatozoides. Las estructuras resultaron similares a las de embriones humanos naturales de alrededor de dos semanas de desarrollo, una fase clave en el desarrollo de los mamíferos. Pero si bien estos avances son rutilantes, también involucran delicados aspectos éticos y legales. 

En la mayoría de los países está prohibido mantener vivos embriones de más de 14 días, ¿pero estas esferas de células pueden considerarse verdaderos embriones? En declaraciones a medios internacionales, los científicos enfatizaron que no, que son modelos, y que nunca podrían dar lugar a un ser humano.  Y explicaron que los desarrollaron para salvar vidas y no para crearlas.

Para Diego Ploper, doctor en Química Biológica por la Universidad de California, e investigador en el Instituto de Investigación en Medicina Molecular y Celular Aplicada de la Universidad Nacional de Tucumán, lo primero que hay que tener en cuenta es que los trabajos experimentales deben publicarse en revistas con referato antes de difundirse al público. “Es comprensible que se obviara durante la pandemia, porque estábamos en emergencia y había urgencia de que el conocimiento que se iba adquiriendo circulara. Pero en este tipo de estudio, no hay necesidad de precipitarse para anunciar los resultados”.

Según destaca el investigador argentino, lo que lograron estos grupos es un “cóctel” en el que se pueden hacer crecer células madre. En uno de los experimentos se las había modificado genéticamente y en otros, no. “Cuando se las coloca en ese medio de cultivo, comienzan a auotorganizarse como si estuvieran dentro de un útero hasta que llegan a un cierto punto –explica–. De ahí en más, no pueden avanzar. Pero lo más sorprendente y novedoso es que también lograron desarrollar lo que se llama tejido extraembrionario: generaron células que se parecen en ciertos aspectos (sobre todo genéticos), a las de la placenta, del saco vitelino y de otras estructuras que previamente no se habían logrado. O sea que se parecen mucho más a un embrión normal. Pero todavía no lo es en su totalidad, es simplemente un modelo más avanzado”.

Para cuando un embrión humano se implanta en el útero, las primeras células ya comenzaron a diferenciarse. Los científicos las estimularon a convertirse en las del cuerpo y de la placenta, las mezclaron y, al juntarlas, se organizaron espontáneamente en grupos y crearon nuevas estructuras.

Las “maquetas” resultantes exhibieron perfiles de transcripción genética que se encuentran en los embriones humanos de entre seis y 14 días, en la etapa conocida como “gastrulación”. Para entender la trascendencia de estos logros, Ploper cuenta que uno de los más destacados biólogos del desarrollo, Lewis Wolpert, solía decir que la gastrulación es el momento más importante de la vida, más que el casamiento o el nacimiento de los hijos, porque allí es donde falla un tercio de los embriones que no llegan a término. “Es un momento crucial y muy difícil de estudiar en humanos –subraya–. Muchísimo de lo que se sabe sobre la gastrulación se observó en otras especies, como las ranas (cuyos embriones flotan y pueden atravesar todas las etapas de su desarrollo en una cápsula de Petri) y algunos organismos que se desarrollan fuera de un útero. Incluso sin pensar en humanos, estudiar el ratón con el embrión implantado es bastante difícil. En humanos es imposible, no solamente por cuestiones éticas, sino también técnicas”.

Zona gris

Por ahora, los especialistas afirman que estos embriones no pueden seguir desarrollándose en el laboratorio. “Se necesita un útero –sintetiza Ploper–. Pero la pregunta es ¿para qué? ¿Para qué uno avanza sobre este tipo de investigación? Hay que detenerse a pensar si la respuesta que se busca justifica el avance en esta dirección o no. En muchos casos, los títulos suenan más rimbombantes que lo que se hace en concreto. Son avances sobre todo técnicos. Y a veces la ciencia va más rápido que las leyes. En todos los países, las normas establecen que no pueden ser cultivados en el laboratorio más allá de los 14 días. La investigación en embriones humanos naturales tiene que ajustarse a pautas estrictas, incluso en aquellos que se descartan. Pero con estos nuevos avances se ingresa en una zona gris, porque ya no son embriones humanos naturales, entonces ¿qué son? Son modelos, por lo que no están sujetos a muchas de las restricciones. Habría que trabajar un poco más en las regulaciones internacionales”.

“Sin duda, esto abre la posibilidad de hacer una investigación muy importante, que no se puede encarar con embriones humanos y tiene que ver con enfermedades genéticas –observa la filósofa Florencia Luna, directora de la maestría de Bioética en Flacso e investigadora superior del Conicet–. El punto es que no hay regulación al respecto. Y como siempre, la ciencia parece adelantarse a nuestras posibilidades de pensarla por adelantado. Es necesario que haya protocolos y guías para trabajar con estos embriones sintéticos que no son elaborados a partir de óvulos ni de espermatozoides, sino de células madres que se reprograman. ¿Cuáles son los límites, qué es lo que se permite, por cuánto tiempo se los deja desarrollarse? Por supuesto, yo creo que cualquier planteo ético va a establecer que esto no se puede aplicar en la clínica y que no se puede implantar en el útero de una mujer. ¿De estos modelos se podría generar una persona? Se han hecho estudios en monos y en ratones, y pareciera que no se desarrollan, pero de todos modos no debiera permitirse la experimentación para intentarlo. Todas estas cuestiones tienen que trabajarse con seriedad, con cautela, cuidadosamente y sobre todo, es necesario que haya transparencia respecto de qué es lo que se está haciendo, de qué manera. La investigación puede ser interesante, pero a la vez hay que hacerla con muchísimo cuidado".

Por ahora, los científicos sugieren que estos modelos podrían servir para mejorar los tratamientos para la infertilidad, para evaluar medicamentos que se toman durante el embarazo, para generar células madre destinadas a tratamientos de enfermedades como el cáncer o para regenerar otros tejidos. Sin embargo, otros advierten el trabajo aún se encuentra en etapas muy tempranas y los métodos actuales todavía no son muy confiables.