IEn las primeras etapas del desarrollo embrionario humano, un cigoto se divide en dos células totipotentes que eventualmente se convierten en ocho células.1 Las decisiones sobre el destino celular comienzan a diferenciar esta población totipotente en linajes específicosdando lugar al blastocisto.2 Al menos, este ha sido el modelo de trabajo. Ahora, un nuevo estudio publicado en Celúla sugiere que esta puede no ser la historia completa.3
“No son idénticos”, dijo Magdalena Zernicka-Goetz, biólogo del desarrollo y de células madre del Instituto de Tecnología de California y de la Universidad de Cambridge y coautor del estudio. “Sólo una de las dos células es verdaderamente totipotente, lo que significa que puede dar origen al cuerpo y la placenta, y la segunda célula da origen principalmente a la placenta”. Los hallazgos ayudan a dilucidar qué sucede durante los primeros períodos del desarrollo.
“Siempre me interesó cómo las células deciden su destino”, dijo Zernicka-Goetz. En el embrión de ratón en desarrollo, ella previamente demostró una inclinación en la etapa de dos células: una célula contribuía más al tejido fetal y la otra a la placenta.4
“Sabemos muy poco sobre las primeras etapas del desarrollo humano”, dijo Nicolas Plachtabiólogo del desarrollo de la Universidad de Pensilvania que no participó en el estudio.
Para comprender mejor este proceso, Zernicka-Goetz se propuso investigar si el desarrollo embrionario humano se parecía al de los ratones. Ella y su equipo primero rastrearon el linaje celular desde la etapa de dos células; Inyectaron ARNm de la proteína verde fluorescente (GFP, por sus siglas en inglés) fusionado a una secuencia de tráfico de membrana en una de las dos células del cigoto. Así, pudieron determinar la contribución de cada célula al desarrollo de dos estructuras tempranas: el trofectodermo (TE) que se convierte en placenta y la masa celular interna (ICM) que eventualmente produce el epiblasto, o tejido fetal, y el hipoblasto, o el saco vitelino.
Cuando rastrearon la expresión de GFP, el equipo descubrió que una población de células dominaba en el ICM o en el TE, pero que este desequilibrio era mayor en el ICM. Dentro del ICM, la progenie de un clon en la etapa de dos células dominaba la población del epiblasto, mientras que la composición del hipoblasto se dividía entre las células de los dos clones originales. “Esto significa que en la etapa de dos células tenemos un sesgo del destino celular de estas dos células, pero no es un proceso determinista”, dijo Zernicka-Goetz.
Para investigar más a fondo la contribución de las células al ICM, los investigadores etiquetaron el ADN y la actina y, comenzando en la etapa de ocho células, rastrearon las posiciones celulares después de la división utilizando imágenes de células vivas. Las divisiones celulares asimétricas (ACD) involucran células que se introducen en la masa celular en crecimiento en lugar de permanecer en la superficie, y estas células interiores contribuyen al ICM. El equipo observó que, si bien los ACD eran menos comunes en general, su composición se parecía a la del ICM.
En ratones, el clon en etapa de dos células que contribuyó más al ICM dividido más rápido que la segunda célula, por lo que el equipo estudió si este patrón se aplicaba o no al desarrollo embrionario humano.5 El equipo estudió películas de embriones en división activa y determinó que en la mayoría de los embriones, una célula en la etapa de dos células se dividía más rápido y su descendencia también heredó esta característica. El equipo también notó que la primera célula en sufrir ACD fue una de estas células de rápida división.
“Este es el primer estudio que realiza un buen seguimiento celular en un embrión humano en esas primeras etapas”, dijo Platcha. Sin embargo, señaló que la variabilidad inherente a los embriones humanos en comparación con los modelos de ratón establecidos dificulta sacar conclusiones en esta área de investigación. Esto se complica aún más por el número limitado de cigotos disponibles para la investigación porque las clínicas suelen conservar embriones en etapas posteriores de desarrollo.
A continuación, Zernicka-Goetz pretende investigar las características y orígenes de las diferencias entre clones en la fase de dos células.
La obra de Zernicka-Goetz fue nominado a través de El científico‘s Envíos al programa de perfil de pares.
Referencias
- De Paepe C, et al. Las células del trofectodermo humano aún no están comprometidas. Hum Reproducción. 2012;28(3):740-749.
- Blakeley P, et al. Definición de los tres linajes celulares del blastocisto humano mediante secuenciación de ARN unicelular. Desarrollo. 2015;142(18):3151-3165.
- Junyent S, et al. Los dos primeros blastómeros contribuyen de manera desigual al embrión humano.. Celúla. 2024;187:1-17.
- Piotrowska K, et al. Los blastómeros que surgen de la primera división de escisión tienen destinos distinguibles en el desarrollo normal del ratón.. Desarrollo. 2001;128(19):3739-3748.
- Morris SA, et al. La respuesta diferencial a la señalización de Fgf en células internalizadas en diferentes momentos influye en la segregación del linaje en embriones de ratón previos a la implantación. Biol abierto. 2013;3:130104.