La técnica de edición genética CRISPR-Cas9 está permitiendo abrir nuevas e inexploradas vías en la investigación científica. Si hace apenas un mes y medio se anunció que el método había hecho posible la eliminación de una enfermedad genética en embriones humanos, este miércoles la herramienta vuelve a ser noticia por su contribución al estudio de la biología del desarrollo.

Por primera vez el corta y pega se ha utilizado para analizar la función genética en las primeras fases de desarrollo embrionario en humanos, lo que ha permitido desvelar el papel fundamental que cumple un gen -POU5F1, que codifica para el factor OCT4- en el proceso.

La investigación ayuda a conocer mejor los mecanismos moleculares que intervienen en la embriogénesis y, en consecuencia, podría tener una futura repercusión «sobre los tratamientos de reproducción asistida y la comprensión de por qué algunos embarazos no evolucionan adecuadamente«, tal y como ha señalado en rueda de prensa Kathy Niakan, investigadora del Instituto Francis Crick de Londres (Reino Unido) y principal firmante del trabajo que publica Natureen su versión on-line.

El equipo de Niakan utilizó la herramienta CRISPR-Cas9 para bloquear la acción de POU5F1 y evitar que produjera la proteína OCT4, cuyo papel en el desarrollo se había señalado en investigaciones con modelos animales.

Inactivaron OCT4 en un experimento con 41 embriones humanos donados por parejas que los habían congelado para un posible tratamiento de reproducción asistida. Siguieron su evolución durante una semana y, después, analizaron los resultados.

Normalmente, tras la fecundación, el cigoto comienza a dividirse progresivamente hasta que, transcurridos siete días, se forma una unidad de entre 200 y 300 célulasque se conoce como blastocito. Parte de las células del blastocito continúan evolucionando para formar el feto, mientras que otras se diferencian en las células que formarán la placenta, entre otras estructuras.

Sin embargo, al estudiar la evolución de los embriones editados, los investigadores comprobaron que el desarrollo no se producía de forma adecuada y no llegaba a alcanzarse correctamente la etapa de blastocito. Sin la acción de OCT4, la embriogénesis no se desarrollaba adecuadamente. Además, también se alteraba la expresión de otros genes importantes tanto en el desarrollo de la placenta ( CDX2) como del epiblasto, las células que darán lugar al futuro feto.

En ese sentido, señalan los investigadores, el estudio también ha mostrado que OCT4 cumple un papel fundamental a la hora de mantener la pluripotencia celular en la fase inicial del desarrollo, a partir de la que irán derivándose las diferentes líneas celulares.

Investigación

Antes de iniciar el experimento, para el que debieron obtener el permiso de la Autoridad Británica de Fertilización Humana y Embriología y un comité de bioética, los investigadores estudiaron durante meses el desarrollo embrionario en células madre embrionarias humanas y también en modelos de ratón.

Tras comparar las diferencias entre humanos y animales, los científicos observaron que OCT4 producía efectos distintos en las especies. En humanos, no era posible alcanzar la fase de blastocito sin su acción, mientras que los ratones a los que se les había editado el ADN sí eran capaces de progresar en esa fase, si bien el desarrollo también se detenía más adelante.

«Este trabajo ha permitido descubrir que uno de los genes más importantes en el desarrollo embrionario temprano parece funcionar de forma distinta en ratones y en humanos, una conclusión que no hubiéramos podido obtener simplemente abordando el experimento en ratones», señala Lluis Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), quien subraya «lo acertada que fue la decisión de permitir realizar estos experimentos, tras obtener los permisos correspondientes».

«Si queremos entender cómo se desarrollan los embriones humanos deberemos experimentar con estos embriones humanos, producto de clínicas de infertilidad, supernumerarios y donados por las parejas que los poseen para la investigación. Todo ello bajo supervisión y aprobación de los comités éticos y de garantías correspondientes», remarca.

Para Miguel Manzanares, que investiga el desarrollo embrionario en el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), esta es «una demostracion de que CRISPR-Cas9 puede usarse para evaluar la función genética en las primeras etapas del desarrollo».

«El equipo ha hecho un desarrollo técnico exquisito para demostrar cómo funciona el sistema y optimizarlo, por lo que será la base para nuevos estudios. Va a establecer el patrón en esta área de experimentos», añade.

El equipo de Niakan fue el primero en obtener un permiso para manipular genes en embriones humanos. Tras varias consultas, finalmente recibió el visto bueno en febrero de 2016, con la condición de que la edición se realizara exclusivamente con fines de investigación y siempre que después de los experimentos los embriones no se implantaran a mujeres bajo tratamientos de reproducción asistida.

La finalidad del trabajo, aseguró entonces la investigadora, era intentar comprender las causas de la baja probabilidad de éxito de la fecundación in vitroque en muchísimos casos no logra superar las primeras semanas de desarrollo. Con los nuevos datos en la mano, ha afirmado, «se ha abierto una nueva ventana» para entender esta realidad.

Fuente. http://www.elmundo.es/ciencia-y-salud/2017/09/20/59c29e3322601d5d058b45e0.html