El modelo embrionario completa la gastrulación hasta la neurulación y la organogénesis

Área de la Ciencia:

• Biología del desarrollo
• Investigación con células madre
• La embriogénesis

Sus antecedentes:

• Las células madre embrionarias (ES) muestran embriogénesis parcial en mamíferos in vitro.
• Las interacciones con células madre extraembrionarias (células madre trofoblásticas [TS], células madre endodermales extraembrionarias [XEN], XEN inducible [iXEN]) amplían significativamente el potencial de desarrollo.
• Se necesita un modelo in vitro completo para estudiar el desarrollo temprano de los mamíferos más allá de la gastrulación.

Objetivo del estudio:

• Para ensamblar un modelo completo de embrión autoorganizado in vitro utilizando células ES, TS e iXEN de ratón.
• Evaluar la capacidad del modelo para recapitular la embriogénesis de los mamíferos hasta el día 8,5 después de la fecundación.
• Utilizar el modelo para investigar la función génica en los procesos de desarrollo, ejemplificado por los estudios de nocaut de Pax6.

Principales métodos:

• Ensamblaje de embriones in vitro a partir de células ES, células TS y células iXEN de ratón.
• Cultivo y observación de embriones ensamblados para seguir la progresión del desarrollo.
• Generación de embriones derivados de células ES con knockout Pax6 para estudios comparativos de desarrollo.

Principales resultados:

• Los embriones derivados de células madre ensamblados recapitularon las etapas clave de desarrollo hasta 8,5 días en el útero, incluidos los pliegues de la cabeza, el tubo neural, los somitas, la estructura parecida a un corazón, el tubo intestinal y las células germinales primordiales.
• El modelo se desarrolló dentro de un saco vitelino extraembrionario que exhibe formación de islas de sangre.
• Los embriones knockout de Pax6 mostraron recapitulación de la expansión del tubo neural ventral, validando la utilidad del modelo para estudios de función génica.

Conclusiones:

• Los embriones completos ensamblados a partir de células madre ES y extraembrionarias proporcionan un poderoso sistema in vitro para estudiar el desarrollo de los mamíferos a través de la gastrulación, la neurulación y la organogénesis temprana.
• Este modelo demuestra la capacidad de autoorganización de las células madre para reconstituir procesos complejos de desarrollo.
• El sistema permite la disección de las funciones de linajes celulares y genes específicos en el desarrollo.