Un estudio identifica el desencadenante del desarrollo del eje ‘de la cabeza a la cola’ en el embrión humano

Los científicos han identificado eventos moleculares importantes en el embrión humano en desarrollo entre los días 7 y 14, una de las etapas más misteriosas, pero críticas, de nuestro desarrollo.

La segunda semana de embarazo representa una etapa crítica del embrión. desarrolloo embriogénesis. La falla del desarrollo durante este período es una de las principales causas de la pérdida temprana del embarazo. Saber más sobre esto ayudará a los científicos a comprender cómo puede salir mal y tomar medidas para solucionar los problemas.

El período de preimplantación, antes de implantar los embriones en desarrollo en el útero de la madre, se ha estudiado ampliamente en embriones humanos en el laboratorio. Al séptimo día, el embrión debe implantarse en el útero para sobrevivir y desarrollarse. Se sabe muy poco sobre el desarrollo del embrión humano una vez implantado, porque se vuelve inaccesible para su estudio.

El trabajo pionero de la profesora Magdalena Zernicka-Goetz y su equipo desarrolló una técnica, informada en 2016, para la cultura humana embriones fuera del cuerpo de la madre después de la implantación. Esto permitió estudiar embriones humanos hasta el día 14 de desarrollo. por primera vez.

En un nuevo estudio, el equipo colaboró ​​con colegas del Instituto Wellcome Sanger para revelar qué sucede a nivel molecular durante esta etapa temprana de la embriogénesis. Sus hallazgos proporcionan la primera evidencia de que un grupo de células fuera del embrión, conocido como hipoblasto, envía un mensaje al embrión que inicia el desarrollo del eje del cuerpo cabeza-cola.

Cuando el eje del cuerpo comienza a formarse, la estructura simétrica del embrión comienza a cambiar. Un extremo se compromete a desarrollar en la parte delantera y el otro en la «cola».

Los nuevos resultados, publicados hoy en la revista Comunicaciones de la naturaleza, revelan que las señales moleculares involucradas en la formación del eje corporal tienen similitudes con los animales, a pesar de diferencias significativas en el posicionamiento y organización de las células.

«Revelamos los patrones de expresión génica en el embrión en desarrollo justo después de su implantación en el útero, que reflejan las múltiples conversaciones que tienen lugar entre diferentes tipos de células a medida que el embrión se desarrolla en estas primeras etapas», dijo la profesora Magdalena Zernicka-Goetz en Cambridge. Departamento de Fisiología, Desarrollo y Neurociencia de la Universidad y autor principal del informe.

Ella agregó: «Estábamos buscando la conversación genética que permitirá que la cabeza comience a desarrollarse en el embrión y descubrimos que fue iniciada por células en el hipoblasto, un disco de células fuera del embrión. Ellos envían el mensaje al embrión adyacente». células, que responden diciendo ‘OK, ahora hagamos un paso a un lado para desarrollarnos en la cabecera’. «

El estudio identificó las conversaciones de genes en el embrión en desarrollo al secuenciar el código en miles de moléculas de ARN mensajero producidas por células individuales. Capturaron el perfil molecular en evolución del embrión en desarrollo después de la implantación en el útero, revelando la pérdida progresiva de pluripotencia (la capacidad de las células embrionarias para dar lugar a cualquier tipo de célula del organismo futuro) a medida que se determina el destino de diferentes células.

«Nuestro objetivo siempre ha sido proporcionar información sobre el desarrollo del embrión humano en una placa, para comprender cómo comienzan nuestras vidas. Combinando nuestra nueva tecnología con métodos avanzados de secuenciación, investigamos más a fondo los cambios clave que tienen lugar en esta increíble etapa del ser humano desarrollo, cuando tantos embarazos desafortunadamente fracasan «, dijo Zernicka-Goetz.