Poco se sabe sobre los eventos moleculares y celulares que ocurren durante el desarrollo embrionario temprano en especies de primates. Ahora, un equipo de científicos en China y Estados Unidos ha creado un método para permitir que los embriones de primates crezcan en el laboratorio más tiempo que nunca, lo que permite a los investigadores obtener detalles moleculares de los procesos de desarrollo clave por primera vez. Esta investigación, si bien se realiza en células de primates no humanos, puede tener implicaciones directas para el desarrollo humano temprano.
Los resultados, publicados en ciencia el 31 de octubre de 2019, proporciona información valiosa sobre el desarrollo embrionario temprano y potencialmente puede ayudar a informar enfoques para avanzar en la medicina regenerativa en humanos.
"Nuestro estudio proporciona una primera mirada a esta caja negra de desarrollo temprano", dice Juan Carlos Izpisua Belmonte, co-autor corresponsal y profesor en el Laboratorio de Expresión Genética de Salk. "Ahora podemos observar cómo progresan las células a través de cada etapa embrionaria yqué factores necesitan desarrollar, lo que ayudará a crear mejores opciones para la generación de una variedad de células y tejidos ".
"Para comprender los mecanismos celulares y moleculares subyacentes a la gastrulación de los primates, comenzamos los experimentos de cultivo de embriones de mono en China hace tres años. Debido a la larga experiencia del equipo en el estudio sistemático de primates no humanos y sistemas de investigación reproductiva bien establecidos, comouna plataforma de fertilización in vitro, logramos nuestros objetivos. Esto puede ayudar a arrojar luz sobre aspectos previamente desconocidos del desarrollo humano posterior a la implantación ", dice Weizhi Ji, coautor, profesor y decano del Instituto de Medicina Traslacional de Primatesde la Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming, en China.
Los científicos querían estudiar un hito de desarrollo temprano llamado gastrulación, que ocurre cuando un embrión en desarrollo se transforma en una estructura multicapa, llamada gastrula, de la que se derivarán todos los tejidos y órganos futuros. Una capa se convertirá en los pulmones, el tracto gastrointestinale hígado; otro se convertirá en el corazón, los músculos y los órganos reproductivos; y un tercero se convertirá en la piel y el sistema nervioso. Sin embargo, los científicos no conocían los impulsores moleculares y celulares de este proceso en los primates, en gran parte debido al acceso limitado a los embriones tempranos.
"Nuestro objetivo era cultivar un embrión de primates desde un punto de tiempo temprano para estudiar el proceso de desarrollo", dice Jun Wu, coautor del artículo y profesor asistente en el Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas. "Queríamosmonitorear los embriones todos los días para observar su forma, tamaño y patrones de migración, así como también cómo generan diferentes tipos de células durante el desarrollo temprano de los primates ".
Para estudiar mejor esta transformación crítica, los científicos modificaron un protocolo de cultivo de embriones previamente establecido para permitir que un embrión de primates temprano se desarrolle en condiciones de laboratorio durante hasta veinte días; anteriormente los investigadores solo habían podido mantener embriones de primates cultivados antes del segundosemana de gestación. Mediante el nuevo protocolo, el equipo descubrió que las células dentro de los embriones cultivados exhibían claras trayectorias de desarrollo hacia cada capa de la gastrula, y los resultados revelaron algunos de los detalles moleculares necesarios para este crecimiento. Los datos también podrían usarse comoun recurso para ayudar a extender la duración del embrión en cultivo más de veinte días para estudiar mejor la diferenciación de células madre especialización.
"Estos resultados iluminan algunas de las redes de regulación y las vías de señalización que son cruciales para el desarrollo de los primates", dice Izpisua Belmonte. "Este sistema proporciona una base y un recurso para desarrollar mejores estrategias para examinar el desarrollo temprano de primates tanto en la salud como en la enfermedad,en el laboratorio."
Otros autores incluyeron a Yuyu Niu, Nianqin Sun, Chang Li, Chenyang Si, Jinkuan Wei, Yu Kang, Wei Si, Hong Wang, E Zhang, Lu Zhao, Ziwei Li y Tao Tan de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming; y YingLei, Xi Dai, Chuanyu Liu, Zhihao Huang y Longqi Liu de BGI-Shenzhen.
El trabajo fue financiado por el Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave 2016YFA0101401, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China 81760271, Grandes Proyectos de Ciencia y Tecnología de la Provincia de Yunnan 2017ZF028 y Proyectos Clave del Programa de Investigación Básica en la Provincia de Yunnan2017FA010. El trabajo en el laboratorio de Juan Carlos Izpisua Belmonte fue apoyado por The Moxie Foundation.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Salk . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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