Científicos crean células precursoras de óvulos y espermatozoides humanos

Científicos de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, que trabajan con el Instituto Weizmann, en Rehovot, Israel, han creado células germinales primordiales, células que pasarán a convertirse en óvulos y espermatozoides, empleando células madre de embriones humanos. Aunque esto ya se había hecho con células madre de modelos experimentales, el estudio, que se publica en la revista 'Cell', es el primero que lo consigue de manera eficiente empleando células madre humanas.

Cuando un óvulo es fertilizado por un espermatozoide, comienza a dividirse en un grupo de células conocidas como blastocistos, la etapa temprana del embrión. Dentro de esta bola de células, algunas células forman la masa celular interna, que se desarrollará en el feto, y otras crean la pared exterior, que se convierte en la placenta.

Las células de la masa celular interna se 'reinician' para convertirse en células madre, células que tienen el potencial de convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo. Un pequeño número de estas células se transforma en células germinales primordiales (PGC), que pueden convertirse en células germinales (espermatozoides y óvulos), que en la vida más tarde pasarán la información genética a su propia descendencia.

'La creación de células germinales primordiales es uno de los primeros eventos durante el desarrollo temprano de los mamíferos', dice la doctora Naoko Irie, autora del trabajo del 'Wellcome Trust/Cancer Research UK Gurdon Institute' en la Universidad de Cambridge.

'Es una etapa que hemos logrado recrear utilizando células madre de ratones y ratas, pero hasta ahora pocos estudios han hecho esto empleando sistemáticamente las células madre humanas. Se han puesto de manifiesto importantes diferencias entre el desarrollo embrionario en humanos y roedores que pueden significar que los resultados en ratones y ratas no pueden extrapolarse directamente a los seres humanos', agrega.

El profesor Surani, del Instituto Gurdon, en Reino Unido, quien dirigió la investigación, y sus colegas encontraron que un gen conocido como SOX17 es fundamental para llevar a las células madre humanas a convertirse en PGC (una etapa conocida como 'especificación'). Esto fue una sorpresa porque el equivalente de este gen en el ratón no está involucrado en el proceso, lo que sugiere una diferencia clave entre el desarrollo del ratón y el humano.

Previamente, se había demostrado que SOX17 participaba en guiar a las células madre para convertirse en células endodérmicas, que luego se transforman en células de pulmón, intestino y páncreas, pero ésta es la primera vez que se ha visto la especificación de PGC.

El grupo demostró que las PGC también se podrían hacer a partir de células adultas reprogramadas, como las células de la piel, lo que permitirá a las investigaciones sobre células específicas del paciente avanzar en el conocimiento de la línea germinal, la infertilidad y los tumores de células germinales humanas.

La investigación también tiene implicaciones potenciales para entender el proceso de la herencia 'epigenética'. Los científicos han sabido desde hace tiempo que nuestro medio ambiente, por ejemplo, la dieta o los hábitos de fumar, puede afectar a nuestros genes a través de un proceso conocido como metilación mediante el cual las moléculas se unen a nuestro ADN, actuando como reguladores de voltaje para aumentar o disminuir la actividad de los genes. Estos patrones de metilación se pueden transmitir a la descendencia.

El profesor Surani y sus colegas han demostrado que durante la etapa de especificación PGC, comienza un programa para borrar estos patrones de metilación, que actúa como un interruptor de 'reinicio'. Sin embargo, los rastros de estos patrones pueden ser heredados, pero aún no está claro por qué esto podría ocurrir.

'Las células germinales son 'inmortales' en el sentido de que proporcionan un vínculo duradero entre todas las generaciones, llevando la información genética de una generación a la siguiente. El borrado completo de información epigenética asegura que la mayoría, si no todas, las mutaciones epigenéticas se eliminan, promoviendo el 'rejuvenecimiento' del linaje y permitiendo generaciones sin fin. Estos mecanismos son de mayor interés para entender las enfermedades relacionadas con la edad, que en parte podrían deberse a acumulación de mutaciones epigenéticas', concluye.