De ratones, vacas y desarrollo humano.

El ratón de laboratorio podría no ser el mejor modelo para estudiar las primeras fases del desarrollo embrionario. Un grupo de investigadores del Instituto de Investigación Crown AgResearch (Nueva Zelanda), encabezados por Debra Berg, ha descubierto que la especialización celular en las primeras fases del embrión es diferente en ratones y vacas, lo que indicaría que el desarrollo en los ratones no sería representativo del desarrollo en otros mamíferos, humanos incluidos. Los resultados se publican en Cell Developmental Cell. Este hallazgo pondría de manifiesto, una vez más, que el ratón no sería un modelo suficiente y que, si se quiere exactitud en el estudio del desarrollo humano, habrían de emplearse embriones humanos en la investigación.

Tras la fertilización el cigoto se divide para crear un blastocisto, una pequeña masa de células, todas sin diferenciar y capaces de desarrollarse en cualquier tipo de célula. Esta masa se divide entonces en el trofoectodermo (TE; T, en la imagen), que dará lugar a la placenta, y la masa celular interna (MCI; I, en la imagen), cuyo destino es convertirse en el organismo propiamente dicho.

Una vez que las células se especializan en uno de estos dos tipos ya no pueden cambiar al otro, incluso si se transplantan a un contexto nuevo. En el ratón el equilibrio entre dos factores de transcripción, Cdx2 y Oct4, es el que marca el destino celular. En la última fase del blastocisto del ratón el Cdx2 se localiza en el TE mientras que el Oct4, un indicador de la pluripotencia de las células, se expresa sólo en la MCI.

Pero en las vacas se encuentra que el Oct4 se expresa en todo el blastocisto, células del TE incluidas, hasta mucho más tarde en el desarrollo. Si bien pueden esperarse diferencias en el desarrollo de una vaca y en el de un ratón, lo que es llamativo es que esa diferencia sea algo tan fundamental como la expresión del factor Oct4 de las células madre.

Los investigadores identificaron una región del gen Oct4, llamada CR4, que media en su descomposición. Cuando los investigadores crearon un ratón transgénico que expresaba la región CR4 bovina, observaron la expresión más generalizada que ya habían visto en las vacas. 

Las diferencias en la expresión del Oct4 podrían ser sintomáticas de la existencia de otras discrepancias en las primeras fases del desarrollo del ratón. En la mayoría de los mamíferos el embrión “flota” libremente por el útero durante una semana antes de implantarse, pero en los ratones la implantación es muy rápida, por lo que necesitan la placenta mucho antes.

Este estudio pone de manifiesto la necesidad de estudiar el desarrollo en múltiples organismos. No existe un modelo “correcto”, cada especie es única y usa mecanismos específicos para su desarrollo. Sería ingenuo pensar que los resultados del estudio de ratones sirven para todos los mamíferos; análogamente, nunca sabremos si el de los simios difiere del humano hasta que no estudiemos el humano.

Referencia:

Berg DK, Smith CS, Pearton DJ, Wells DN, Broadhurst R, Donnison M, & Pfeffer PL (2011). Trophectoderm lineage determination in cattle. Developmental cell, 20 (2), 244-55 PMID: 21316591