Los investigadores sumergieron embriones de ratón en animación suspendida durante un mes sin consecuencias negativas

Blastocistos en animación suspendida

Investigadores de la Universidad de California, San Francisco, han encontrado una manera de detener el desarrollo de embriones de ratón por hasta un mes en el laboratorio. Los científicos confían en que su estudio podría tener un impacto potencial en las tecnologías de reproducción asistida, la medicina regenerativa, detener el envejecimiento y el cáncer.

En su estudio, los científicos realizaron un experimento con embriones en etapa temprana llamados blastocistos . Descubrieron que los medicamentos que inhiben la actividad del principal regulador del crecimiento celular , la proteína mTOR , pueden sumergir a los embriones en un estado estable y reversible de animación suspendida. Como regla general, los embriones pueden permanecer en la etapa de blastocisto en el laboratorio durante no más de dos días. Pero la terapia con inhibidores de mTOR prolonga esta afección hasta cuatro semanas.

Aidan Bulut-Karsioglu, el autor principal del estudio, y sus colegas demostraron que los embriones que estaban atrapados en el desarrollo volvieron rápidamente al crecimiento normal cuando los científicos dejaron de inyectar inhibidores del regulador del crecimiento celular. Cuando los embriones fueron devueltos al cuerpo de la madre, se desarrollaron descendientes sanos de ellos.

El descubrimiento fue una sorpresa para los investigadores que tenían la intención de estudiar cómo la supresión de mTOR ralentiza el crecimiento de las células de blastocisto, en lugar de encontrar una forma de hibernar embriones. Experimentos posteriores mostraron que las células madre embrionariasobtenido de un embrión en la etapa de blastocisto también puede sumergirse en un estado de animación suspendida por inhibidores del regulador del crecimiento celular. Aparentemente, los medicamentos actúan reduciendo la actividad del gen en la mayor parte del genoma, con la excepción de varios genes dominantes, que en sí mismos pueden suprimir la actividad de otros. Los investigadores probaron varios inhibidores de mTOR diferentes y descubrieron que el fármaco sintético Rapa-Link más nuevo, desarrollado recientemente por el laboratorio de Kevan Shokat en la Universidad de California en San Francisco , era el más efectivo .

Los investigadores creen que el estado de la animación suspendida puede extenderse por un período mayor de 30 días. Los blastocistos dormidos finalmente mueren cuando se quedan sin metabolitos. Si los científicos encuentran una manera de suministrar nutrientes al medio de cultivo, las células sobrevivirán una hibernación más larga. Pero aunque los investigadores no saben con certeza qué sustancias específicas necesitan los blastocistos en la animación suspendida.

Los autores del estudio demostraron que el estado de reposo que causaron en el blastocisto al bloquear el mTOR era casi idéntico a la capacidad inherente de los ratones para suspender el embarazo en las primeras etapas. Este estancamiento temporal, la diapausa , se encuentra en muchos mamíferos, desde ratones hasta wallaby marsupial.. Por lo tanto, las mujeres embarazadas pueden retrasar el desarrollo fetal cuando no hay suficiente comida. En tal situación, la proteína mTOR actúa como un regulador de los períodos de desarrollo, que funciona como un sensor de nutrientes. Parece "ajustar" el proceso de desarrollo celular, dependiendo del nivel de nutrientes disponibles en el medio ambiente.

¿Tiene una persona la capacidad de suspender el embarazo en la etapa de blastocisto? Hasta ahora, este es un problema no resuelto: en las condiciones modernas es difícil rastrear el período de tiempo desde la fertilización hasta la implantación, en el que se produce la formación de blastocistos. Sin embargo, hay algunos ejemplos de la práctica de la fertilización in vitro.(FIV) con un período de gestación inusualmente largo y un desajuste entre el momento de la transferencia artificial de embriones y el parto. Con base en estos hechos, los investigadores creen que las personas en algunas situaciones pueden retrasar la implantación de embriones.

La investigación puede tener un gran impacto en la reproducción asistida, cuya práctica está limitada por la rápida degradación de los embriones tan pronto como alcanzan la etapa de blastocisto. La anabiosis por blastocisto puede ser una alternativa a la congelación de embriones y les dará a los médicos más tiempo para buscar defectos genéticos antes de la implantación.

Los inhibidores de MTOR están siendo sometidos a ensayos clínicos y en el futuro podrían superar algunos tipos de cáncer. Sin embargo, los resultados de un nuevo estudio demuestran el peligro potencial de este enfoque: los inhibidores de mTOR pueden retrasar el desarrollo del cáncer y reducir los tumores, pero pueden ignorar las células cancerosas "latentes" que pueden activarse y extenderse por todo el cuerpo después de que se suspende la terapia. Para matar las células restantes, deberá usar medicamentos de la segunda y tercera línea de terapia.

Los autores ahora buscan averiguar si los inhibidores de mTOR pueden controlar las células madre en las etapas posteriores del desarrollo. Tal oportunidad ayudaría a reparar o reemplazar órganos dañados. Los científicos están seguros de que los datos obtenidos durante el estudio también tienen un valor potencial en el estudio del envejecimiento.

“Este es un excelente ejemplo del poder de la ciencia fundamental. No buscamos formas de detener el desarrollo del blastocisto o imitar la diapausa. No intentamos crear una terapia efectiva contra el cáncer ni desarrollar métodos más efectivos para la regeneración de tejidos o el trasplante de órganos. Todo esto estaba en nuestras mentes, pero los experimentos nos dijeron que íbamos a algo que teníamos que entender y que no podíamos ignorar a dónde iban ”, dijo el jefe de laboratorio Miguel Ramalo Santos, profesor asistente de obstetricia, ginecología y ciencias de la reproducción en Universidad de California, San Francisco.

En teoría, una tecnología de criopreservación similarembriones en una etapa temprana de desarrollo y su transporte colonizará el espacio. Hay varias opiniones diferentes sobre cómo tendrá lugar la colonización. La conclusión es que los robots totalmente autónomos entregarán la "carga" a un planeta adecuado para la vida, prepararán todas las condiciones para un ser humano normal allí y luego descongelarán los embriones. Sin embargo, los investigadores de la Universidad de California en San Francisco no mencionaron que su descubrimiento podría contribuir al desarrollo de este concepto. Para dar vida a esta teoría de la colonización espacial, se requiere un útero artificial que "lleve" al feto.

El trabajo científico fue publicado en la revista Nature el 23 de noviembre de 2016
DOI: 10.1038 / nature20578

Source: https://habr.com/ru/post/es399527/