El juny passat la revista Science va publicar una revisió especial sobre els organoides en què participava el teu grup de recerca. Què se sap fins ara sobre el seu ús en el desenvolupament embrionari?
El camp dels organoides s’ha desenvolupat enormement en els últims anys. Recentment els investigadors s’han adonat que no només podem reproduir l’estructura d’un òrgan en el laboratori usant cèl·lules mare adultes per formar organoides, sinó que també podem reproduir l’organització d’un embrió utilitzant cèl·lules mare embrionàries. El resultat final seria un embrioide.
Sembla una cosa realment complexa…
No, el concepte bàsic és molt simple. Sabem que les cèl·lules mare embrionàries tenen la capacitat de formar tots els tipus de cèl·lules presents en l’organisme adult però es desconeixia si era possible trobar les condicions adequades perquè aconsegueixin fer-ho de manera organitzada en una placa de cultiu.
I ara sí que ho sabem?
Sí, i és possible. Les cèl·lules mare embrionàries, tant de ratolí com d’humà, s’han utilitzat per formar estructures en el laboratori que s’organitzen i desenvolupen com embrions primerencs. El desenvolupament dels embrioides de ratolí està més avançat que el dels humans, i ja s’ha aconseguit combinar cèl·lules mare embrionàries amb cèl·lules mare extraembrionàries -és a dir, les que formen la placenta- per formar aquests embrioides amb tots els teixits d’embrions primerencs veritables.
És optimista sobre el seu potencial utilització en aquest àmbit?
Aquesta nova tecnologia ajudarà en el futur a analitzar els mecanismes bàsics del desenvolupament dels embrions sense necessitat d’utilitzar-los. Això és particularment important per a l’estudi del desenvolupament humà, ja que els embrions sobrants de la fecundació in vitro són un material molt escàs. L’altre avantatge d’aquest sistema és que és més simple que un embrió veritable, amb la qual cosa es pot examinar la influència de variables específiques en el desenvolupament.
Imagino que aconseguir embrions per a la investigació és complex…
Tots els embrions humans que hem utilitzat en la nostra investigació són sobrants de la fecundació in vitro, és a dir, els pares van decidir donar els embrions a la investigació en comptes de deixar-los morir. La donació va ser específica al nostre projecte, i tota la feina es va fer sota la regulació de l’autoritat competent a Anglaterra, l’Autoritat de Fertilització Humana i Embriologia (HFEA per les sigles en anglès).
El 2016 vas publicar un estudi mostrant com havíeu aconseguit mantenir amb vida per primera vegada embrions humans in vitro durant tretze dies. Com es pot aplicar aquesta troballa en el camp de la fecundació?
Els sistemes de cultius tradicionals ens permetien conrear els embrions humans fins al dia 7, quan és necessari implantar-los a l’úter matern. Nosaltres vam decidir desenvolupar un mètode per a cultivar-los durant una setmana més, ja que aquest temps és crucial: aproximadament el 30% dels embrions no aconsegueixen seguir endavant i desconeixem el perquè.
Sorprenentment, vam comprovar que els embrions seguien desenvolupant-se fins al dia 13, sense necessitat d’úter matern. Ara ens agradaria utilitzar aquest sistema per analitzar per què tants embrions no aconsegueixen seguir endavant, i predir quines tenen més potencial de desenvolupar-se de manera correcta.
Què s’ha avançat des de llavors?
En l’actualitat estem utilitzant aquest nou sistema per estudiar embrions humans que tenen anomalies concretes. Per exemple, embrions amb un nombre incorrecte de cromosomes. Sabem que una de les grans limitacions per a la reproducció humana és l’alta taxa de problemes cromosòmics, però desconeixem les conseqüències concretes d’anomalies específiques.
I treballareu a esbrinar-ho?
El nostre objectiu actual és comprendre com alteracions concretes en el nombre de cromosomes de l’embrió afecten el seu desenvolupament. El febrer de 2020 començaré el meu propi grup de recerca al Laboratori de Biologia Molecular de Cambridge, i continuaré estudiant els mecanismes necessaris per al correcte desenvolupament de l’embrió.
És cert que els embrions, encara que no estiguin implantats a l’úter, són autònoms?
Els embrions mostren un cert grau d’independència. El que vam comprovar és que estructures concretes com la cavitat amniòtica -que protegeix l’embrió de danys mecànics o de la resposta immunitària de la mare- o els teixits característics de la placenta i el sac vitel·lí es poden formar sense necessitat que l’embrió estigui implantat. Els nostres descobriments, juntament amb el desenvolupament dels embrioides, ens demostren que els embrions i les cèl·lules mare embrionàries tenen una capacitat increïble per formar estructures de manera correcta i autònoma. Només hem de trobar les condicions adequades perquè ho aconsegueixin.
Quins èxits consideres que assolireu en el futur?
En el futur esperem poder utilitzar aquests nous models d’embrioides i sistemes de cultiu per entendre com l’embrió humà transforma radicalment la seva forma en el moment de la implantació, i quins mecanismes no funcionen quan els embrions no ho aconsegueixen. Descobrir els mecanismes bàsics del desenvolupament és el primer pas de cara a desenvolupar en el futur tècniques per a millorar l’eficàcia de la reproducció assistida.
