Biología del desarrollo
Un experimento consigue descendencia de ratas a partir de células germinales cultivadas in vitro
Eduardo Martínez de la Fe
Investigadores japoneses han replicado en ratas un proceso genético probado exitosamente en ratones hace 10 años, que permite obtener descendencia a partir de células germinales cultivadas in vitro. Un paso más para los intentos de crear esperma humano en laboratorio.
Un equipo de investigadores de diferentes instituciones de Japón ha producido descendencia a partir de células germinales de rata cultivadas in vitro.
Las células germinales son las que se encargan de la formación de los gametos, es decir, de los óvulos y de los espermatozoides: contienen la información genética que será transmitida al embrión.
En un artículo publicado en la revista Science, este equipo describe su metodología y explica por qué creen que su trabajo conducirá a una mejor comprensión de la gametogénesis in vitro en otras especies, incluida la humana.
La gametogénesis es el proceso a través del cual las células germinales experimentan cambios cromosómicos y morfológicos en preparación para la fecundación.
ANTECEDENTES
En 2011, otro equipo desarrolló una forma de reconstituir in vitro las especificaciones de las células germinales de ratón, al diferenciar sus células madre pluripotentes de las células germinales primordiales, capaces de gametogénesis.
Desde entonces, se han realizado múltiples esfuerzos para repetir este esfuerzo en otra especie, pero hasta ahora, todos habían fracasado, demostrando lo difícil que puede ser el proceso.
Más específicamente, el equipo de investigación anterior desarrolló una forma de generar células similares a los espermatozoides de ratón a partir de células madre, y luego usó esas células para fecundar a un ratón hembra, que luego dio a luz a crías sanas.
NUEVO INTENTO
En el nuevo experimento, los investigadores utilizaron el estudio anterior como modelo para replicar el mismo proceso en ratas.
A pesar de que ratones y ratas se utilizan en muchos trabajos sobre fisiología y comportamiento, una parte importante de la investigación embriológica se ha realizado solamente en ratones.
Por lo tanto, los autores del nuevo estudio tuvieron que adaptar todas las etapas del protocolo para las ratas y, al mismo tiempo, comprender las características de la embriogénesis de esta especie de roedores.
INDUCCIÓN EMBRIOLÓGICA
El procedimiento comenzó con la inducción embriológica, el proceso mediante el cual un grupo de células cambia el comportamiento de otro grupo de células adyacentes, a partir de células madre embrionarias de rata. Luego, las células resultantes se colocaron en un medio que las estimuló a crecer hasta convertirse en células similares a las germinales.
A continuación, esas células germinales se cultivaron en un medio que simulaba un proceso de maduración normal. Una vez que maduraron, las células se trasplantaron a los testículos de una rata macho, que había sido modificada para que no tuviera células germinales.
Luego dejaron que la naturaleza siguiera su curso: las células se convirtieron en espermatozoides maduros. A continuación, los investigadores extrajeron muestras de esperma de esa rata y las inyectaron directamente en los ovocitos de una rata hembra viva, donde produjeron crías sanas.
Los investigadores señalan que la descendencia creció y pudo reproducirse de forma natural. Habían replicado con éxito algo que no se había conseguido hasta ahora: obtener en otra especie lo que se había logrado en ratones hace más de 10 años.
HAY QUE SEGUIR INVESTIGANDO
Una de las cosas que apreciaron los investigadores fue que, después de la inyección de células germinales en los testículos masculinos, los machos de las ratas no pudieron aparearse y producir descendencia normalmente, porque las células no estaban lo suficientemente maduras. Por este motivo inyectaron muestras de esperma en los ovocitos de una rata.
Los investigadores sugieren que se requiere más trabajo para superar este problema. Pero también destacan que su estudio proporciona un camino a seguir para lograr resultados similares en otras especies y, tal vez, algún día, en humanos.
Los autores señalan al respecto que, aunque que la rata está fisiológicamente más cerca de los humanos que el ratón, consideran que el siguiente paso de replicarlo en más especies también será difícil.
¿ESPERMA HUMANO EN LABORATORIO?
El profesor Robin Lovell-Badge, líder de grupo del Instituto Francis Crick, comenta en Science Media Centre (SMC) que "esta investigación representa un buen augurio para los intentos de obtener esperma humano, y quizás óvulos, a partir de células madre pluripotentes, que serán importantes para comprender cómo se desarrollan y como una posible solución para superar los problemas de fertilidad, como en adultos que recibieron radioterapia o quimioterapia para cánceres infantiles”.
Otros expertos, también recogidos en SMC, destacan que esta investigación puede facilitar la generación de ratas modificadas genéticamente para imitar y estudiar los efectos de mutaciones específicas que se encuentran en familias humanas con una enfermedad genética, como ya se ha hecho con los resultados obtenidos en ratones.
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REFERENCIA
Functional primordial germ cell–like cells from pluripotent stem cells in rats. Mami Oikawa et al. Science , 7 Apr 2022; Vol 376, Issue 6589, pp. 176-179. DOI: 10.1126/science.abl4412
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Fuente:
