Subscribe Us

CIENCIA. Modelo de células madre para el desarrollo temprano de embriones humanos

 

Fig. 1: Inducción de blastoides humanos en condiciones 3D de dos pasos. a Esquema de la formación de blastoides humanos. Las células EPS se indujeron en primer lugar a células similares a TE, y luego las células similares a TE se mezclaron con células EPS y se sembraron juntas en AgreeWell el día 0. Los agregados se diferenciaron y organizaron adicionalmente en un blastoide EPS humano. b Imágenes de contraste de fase de agregados humanos en los días indicados que muestran la formación de blastoides humanos desde el día 0 al día 6. Barra de escala = 5 μm. c La eficiencia de la derivación de los blastoides humanos es aproximadamente un 1,9% que es significativamente menor que la eficiencia del desarrollo de los blastocistos humanos. d Imagen de contraste de fase de blastoides humanos el día 6, barra de escala = 50 μm. e Imagen de contraste de fase de blastoide de EPS humano (superior) y blastocisto humano (inferior). La línea roja indica la masa celular interna (ICM) de la estructura y las células de la capa externa representan las células trofoblásticas (TE). Barra de escala = 50 μm. f – h El diámetro medio (f), el número total de células (g) y la proporción de células ICM (h) se cuantificaron entre los blastoides y los blastoides de EPS humanos. n = 30 EPS-blastoides, n = 30 blastocisto. Los datos en c, los datos son medias ± DE (n = 12 blastoides). ** P <0,001. Los datos en e, los datos son medias ± DE (n = 12 blastoides). P> 0,05. Los datos en f y g, los datos son medias ± DE (n = 12 blastoides). * P <0,05. Datos en h, los datos son números (n = 40 blastoides, 40 blastocistos), ** P <0,001. Crédito: DOI: 10.1038 / s41421-021-00316-8 los datos son medias ± DE (n = 12 blastoides). ** P <0,001. Los datos en e, los datos son medias ± DE (n = 12 blastoides). P> 0,05. Los datos en f y g, los datos son medias ± DE (n = 12 blastoides). * P <0,05. Datos en h, los datos son números (n = 40 blastoides, 40 blastocistos), ** P <0,001. Crédito: DOI: 10.1038 / s41421-021-00316-8 los datos son medias ± DE (n = 12 blastoides). ** P <0,001. Los datos en e, los datos son medias ± DE (n = 12 blastoides). P> 0,05. Los datos en f y g, los datos son medias ± DE (n = 12 blastoides). * P <0,05. Datos en h, los datos son números (n = 40 blastoides, 40 blastocistos), ** P <0,001. Fuente: DOI: 10.1038 / s41421-021-00316-8

La creación de estructuras celulares similares a los blastocistos ha permitido a los científicos de KAUST construir un modelo in vitro que imita los primeros momentos de la embriogénesis humana.

Un blastocisto es la primera estructura que se desarrolla durante la embriogénesis en mamíferos. Formados unos cinco días después de la fertilización y antes de la implantación en el útero, los blastocistos contienen los tres primeros linajes celulares del embrión, que son vitales para  y la formación de órganos. Las preocupaciones éticas limitan severamente el uso de blastocistos humanos para investigar el desarrollo embrionario, lo que ha llevado a una comprensión limitada de la embriogénesis humana y sus vínculos con los defectos del desarrollo.

"Para abordar esta considerable brecha de conocimiento, existe una necesidad urgente de un  eficaz que evite el problema ético de destruir  humanos ", dice Ph.D. estudiante Samhan Alsolami, quien trabajó en el estudio bajo la supervisión de Mo Li de KAUST y con compañeros de trabajo en toda China.

La única forma de crear blastoides (estructuras similares a blastocistos) es utilizar  extendidas  EPS ). Las células EPS tienen un mayor potencial de desarrollo que las células madre embrionarias humanas convencionales y pueden convertirse en linajes de células extraembrionarias (la placenta, por ejemplo) y formar el embrión mismo. El equipo primero necesitaba cultivar el trofectodermo, un linaje extraembrionario que rodea al embrión.

El trofectodermo luego se combina con células EPS en un cultivo tridimensional. Después de unos cinco días, los blastoides EPS se autoensamblan, formando una  celular cercana en forma y función a un blastocisto humano.

Las investigaciones iniciales sugirieron que los blastoides EPS eran similares en términos de su composición celular y transcriptoma a los embriones humanos que se cultivaron durante alrededor de seis a diez días. Este protocolo de dos pasos, aunque prometedor, sigue siendo bastante ineficiente y el equipo ahora lo está optimizando.

Su nuevo modelo, junto con otros modelos establecidos recientemente, proporcionará información sobre la embriogénesis humana y permitirá a los científicos estudiar trastornos como la infertilidad.

"Nuestro trabajo muestra que es posible eludir los problemas éticos y construir un modelo fiel de la embriogénesis humana temprana exclusivamente a partir de células madre", dice Li. "La investigación futura basada en nuestro modelo podría potencialmente informar también a la medicina regenerativa".

Estas estructuras ayudarán a los científicos a investigar el desarrollo de órganos humanos y muchos otros procesos. Esto podría facilitar la generación de células o tejidos únicamente a partir de células madre para reemplazar tejidos perdidos o dañados.

Más información: Yong Fan et al, Generation of human blastocyst-like structures from pluripotent stem cells, Cell Discovery (2021). DOI: 10.1038/s41421-021-00316-8

Publicar un comentario

0 Comentarios