Aproximadamente siete días después de la concepción, sucede algo notable en el grupo de células que acabará convirtiéndose en un nuevo ser humano: Éstas empiezan a especializarse. Adoptan características que comienzan a dar pistas sobre su destino definitivo como células de la piel, del cerebro, de la musculatura o de cualquiera de los alrededor de 200 tipos de células que existen en las personas, y comienzan a formar capas definidas.
Aunque los científicos han estudiado este proceso en animales, y han intentado promover que las células madre embrionarias adopten las formas deseadas mediante la táctica de inundarlas con señales químicas incitadoras de la transformación específica, hasta ahora el proceso no ha podido ser replicado en el laboratorio. Un equipo de investigadores liderado por Ali Brivanlou, de la Universidad Rockefeller en la ciudad estadounidense de Nueva York, lo ha intentado con un planteamiento diferente, obteniendo en esta ocasión el éxito. ¿La clave para lograrlo? Resulta que el ingrediente que faltaba es de tipo geométrico, no químico…
En el útero, las células madre embrionarias humanas reciben indicaciones del tejido que las rodea para que empiecen a formar capas. Las células en el centro comienzan a formar el ectodermo, el cerebro y la piel del embrión, mientras que aquellas que migran hacia el exterior se convierten en el mesodermo y el endodermo, destinadas a convertirse en músculo y sangre, y muchos de los órganos principales, respectivamente.
El equipo de Brivanlou confinó células madre embrionarias humanas en espacios delimitados por patrones circulares diminutos, sobre placas de cristal, que habían sido tratadas químicamente para formar los “micropatrones” que evitan que las colonias se expandan fuera de un radio específico. Cuando los investigadores introdujeron señales químicas que espolearon a las células a formar capas, constataron que las colonias que estaban geométricamente confinadas de esta forma se disponían a formar endodermo, mesodermo y ectodermo, y empezaban a organizarse tal y como lo harían bajo condiciones naturales. Las células que no estaban confinadas no lo hicieron.
Patrón de crecimiento y autoorganización. Cuarenta y dos horas después de empezar a diferenciarse, las células embrionarias se están claramente segregando en endodermo (rojo), mesodermo (azul) y ectodermo (negro). (Imagen: Ali H Brivanlou, Aryeh Warmflash, Benoit Sorre, Fred Etoc, Eric D Siggia, Universidad Rockefeller)
Vigilando las vías moleculares específicas que utilizan las células humanas para comunicarse entre sí a fin de formar patrones durante ese proceso de formar capas (una vigilancia que previamente no era posible) los investigadores averiguaron también cómo ciertas señales inhibidoras específicas, generadas en respuesta a las indicaciones químicas iniciales, actúan para impedir que todas las células dentro de una colonia sigan el mismo camino de desarrollo.
Conocer a fondo lo que ocurre cuando miembros individuales de un grupo de células madre embrionarias empiezan a especializarse por vez primera y a organizarse en capas, hasta dar lugar a órganos de un nuevo ser, será decisivo para hacer realidad en toda su magnitud la promesa de la medicina regenerativa, tal como subraya Brivanlou. “Nos acerca a la posibilidad del reemplazo de órganos formados en placas de Petri, y a heridas que se cierren y curen con rapidez”.
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