{"id":614,"date":"2019-11-18T13:16:35","date_gmt":"2019-11-18T12:16:35","guid":{"rendered":"https:\/\/expertosenetica.com\/?p=614"},"modified":"2019-11-18T13:16:35","modified_gmt":"2019-11-18T12:16:35","slug":"el-desarrollo-embrionario-humano-en-4d","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/expertosenetica.com\/index.php\/2019\/11\/18\/el-desarrollo-embrionario-humano-en-4d\/","title":{"rendered":"El desarrollo embrionario humano en 4D"},"content":{"rendered":"\n

Nicol\u00e1s Jouve <\/em><\/em><\/p>\n\n\n\n

catedr\u00e1tico em\u00e9rito\nde Gen\u00e9tica.<\/em><\/em><\/p>\n\n\n\n

Universidad de\nAlcal\u00e1 de Henares <\/em><\/em><\/p>\n\n\n\n

A nadie que conozca un poco de\nbiolog\u00eda le deber\u00edan quedar dudas sobre el hecho de que la vida de cualquier\nser, sea de la especie que sea, comienza cuando se constituye la informaci\u00f3n\ngen\u00e9tica que le es propia<\/strong> y de la que dependen sus caracter\u00edsticas biol\u00f3gicas,\ny finaliza con la muerte, con la suspensi\u00f3n de todas las funciones vitales.<\/p>\n\n\n\n

A pesar de ello, cuando\ntrasladamos este sencillo principio universal al caso del hombre, por\nconveniencias sociales o razones ideol\u00f3gicas, se hacen c\u00e1balas para\nminimizar el significado biol\u00f3gico de la fase embrionaria<\/strong>, como si de una\netapa oscura e insignificante o hasta inexistente de la vida se tratara. Los\navances en el conocimiento, con el desarrollo de la Biolog\u00eda Celular, la Biolog\u00eda\nMolecular y la Gen\u00e9tica, est\u00e1n contribuyendo de forma clara a desvelar los\ndetalles, dando luz y significado a esta etapa, probablemente la m\u00e1s cr\u00edtica e\nimportante de la vida de un ser vivo, desde el punto de vista biol\u00f3gico.<\/p>\n\n\n\n

Dejando a un lado las infundadas\nopiniones de quienes sit\u00faan el comienzo de la vida en la implantaci\u00f3n del embri\u00f3n\nen el \u00fatero, lo que encierra el deseo de justificar los m\u00e9todos anticonceptivos\no la manipulaci\u00f3n de los embriones humanos, lo cierto es que el comienzo de la\nvida humana, o de cualquier otro ser vivo, tiene lugar en cuanto se constituye\nla informaci\u00f3n gen\u00e9tica. Es decir, a partir de la fecundaci\u00f3n, cuando se\nestablece el programa de instrucciones del que depende el desarrollo y la\nedificaci\u00f3n de todo el organismo<\/strong>. De este modo el cigoto, tras la fusi\u00f3n\nde los gametos masculino y femenino, encarna la primera realidad corporal del\nnuevo individuo. Y precisamente en las \u00faltimas d\u00e9cadas se han ido acumulando\npruebas experimentales de los mecanismos gen\u00e9ticos, moleculares y celulares de\nc\u00f3mo a partir del big-bang de esa c\u00e9lula inicial, \u00fanica y \u201ctotipotente\u201d<\/strong>\nse materializa el desarrollo de la nueva vida. A estas pruebas se a\u00f1aden ahora,\nnuevos avances que permiten la visualizaci\u00f3n de la morfog\u00e9nesis embrionaria,\ncon una resoluci\u00f3n de una sola c\u00e9lula<\/strong>, en embriones de rat\u00f3n, con un detalle extraordinario y sin\nprecedentes<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Durante el desarrollo, a partir\nde la c\u00e9lula inicial intervienen al menos tres tipos de\nfen\u00f3menos<\/strong>: la \u201cmultiplicaci\u00f3n<\/strong>\u201d de\nlas c\u00e9lulas por sucesivas mitosis, lo que determina el crecimiento del\nembri\u00f3n; la \u201cdiferenciaci\u00f3n celular<\/strong>\u201d,\nque va a hacer que las c\u00e9lulas en proliferaci\u00f3n se vayan dirigiendo hacia una\nfutura especializaci\u00f3n funcional; y la \u201cmorfog\u00e9nesis<\/strong>\u201d,\nque supone la aparici\u00f3n de estructuras en 3D constituidas por las c\u00e9lulas que\nse organizan en diferentes tipos de tejidos y \u00f3rganos. Todo esto obedece a un programa perfectamente coordinado de actividades gen\u00e9ticas<\/strong>,\nregulado en espacio y tiempo. En definitiva, el desarrollo es continuo y\ngradual, y a medida que pasa el tiempo el organismo crece en tama\u00f1o y\ncomplejidad.<\/p>\n\n\n\n

A pesar de la apariencia, el\nembri\u00f3n pr\u00e1cticamente desde la primera divisi\u00f3n celular es un mosaico de\nactividades funcionales, que se va acentuando con el tiempo y lejos de ser un\namasijo de c\u00e9lulas, presenta ya en cada parte, en cada c\u00e9lula,\nuna memoria gen\u00e9tica, unas instrucciones<\/strong> que impulsar\u00e1n la formaci\u00f3n\nde las estructuras que aparecer\u00e1n m\u00e1s adelante, en su momento. El desarrollo\nembrionario es el resultado de una sucesi\u00f3n de expresiones gen\u00e9ticas\nperfectamente programadas en espacio y tiempo. De\nlos 21.000 genes de nuestro genoma m\u00e1s de la mitad se expresan muy pronto<\/strong>\nde forma diferencial en las distintas c\u00e9lulas que lo componen, para ir moldeando\nde forma paulatina las estructuras que lo conducen hacia un organismo cada vez\nm\u00e1s complejo, pero maravillosamente constituido por elementos funcional y\nmorfol\u00f3gicamente diferentes.  <\/p>\n\n\n\n

\u00bfY c\u00f3mo tiene lugar ese proceso\nhacia algo cada vez m\u00e1s complejo? Recientes avances del conocimiento se\nhan unido a las descripciones de los cit\u00f3logos y embri\u00f3logos, conocidas desde\nhace d\u00e9cadas, de modo que paso a paso, se van completando todos los elementos\nnecesarios para conocer c\u00f3mo se produce la transformaci\u00f3n de una c\u00e9lula\nindiferenciada y totipotente en un organismo estructural y funcionalmente\ncomplejo.<\/p>\n\n\n\n

Para desvelar el proceso ha\nhabido varios avances importantes. Un elemento necesario del puzle lo\nconstituye el conocimiento del genoma humano. Hoy\nsabemos qu\u00e9 genes contribuyen a cada funci\u00f3n y vamos conociendo cada vez m\u00e1s en\nqu\u00e9 momento se activan, se silencian, o emiten se\u00f1ales<\/strong>, por medio de\nsu expresi\u00f3n en mol\u00e9culas intermediarias o de interferencia, de ARN o prote\u00ednas\npara que se activen o se silencien otros genes de la misma o de sus c\u00e9lulas\nvecinas. Al conocimiento del genoma se van a\u00f1adiendo cada vez m\u00e1s piezas de los\ndenominados niveles de expresi\u00f3n gen\u00e9tica, el \u201ctranscriptoma<\/strong>\u201d (paso\nde ADN a ARN) y el \u201cproteoma<\/strong>\u201d (paso\nde ARN a prote\u00edna), que diferencia las distintas c\u00e9lulas y tejidos del\norganismo desde el principio del desarrollo. En los \u00faltimos a\u00f1os se han\nproducido nuevos avances que contribuyen a abundar en el conocimiento del\nproceso de este desarrollo.<\/p>\n\n\n\n

En primer lugar, la tecnolog\u00eda de la secuenciaci\u00f3n del\nARN de una sola c\u00e9lula<\/a> (scRNA-seq). Se trata de una nueva t\u00e9cnica\nque permite conocer qu\u00e9 ARN\nhay en cada c\u00e9lula<\/a>, el \u201ctranscriptoma\u201d celular. Esto ha\npermitido abordar el estudio del mapa espacio\u2013temporal de actividades gen\u00e9ticas\ndel embri\u00f3n, lo que se ha dado en llamar el Atlas\ndel Desarrollo Celular Humano<\/a> (Human Developmental Cell Atlas, HDCA).<\/p>\n\n\n\n

En segundo lugar, las mejoras t\u00e9cnicas\nde la microscop\u00eda confocal, la utilizaci\u00f3n del marcado con prote\u00ednas\nfluorescentes, y la mejora sustancial de la interpretaci\u00f3n de las im\u00e1genes por\ncomputaci\u00f3n, que permiten visualizar diferentes planos y reconstruir\nla imagen completa en 3D<\/strong>, de modo similar a las t\u00e9cnicas de an\u00e1lisis\nde im\u00e1genes RMN, TAC, ecograf\u00edas, etc., pero a nivel microsc\u00f3pico. Todo esto ha\ncontribuido a conocer con una claridad extraordinaria\nlas diferentes estructuras celulares y subcelulares de los embriones<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

En tercer lugar, las mejoras t\u00e9cnicas\nde la preparaci\u00f3n de embriones vivos de rat\u00f3n fuera del \u00fatero, junto con\nmejoras en su cultivo in vitro<\/em> y de los m\u00e9todos\nde su montaje para la observaci\u00f3n en un microscopio de visualizaci\u00f3n en l\u00e1minas\nde luz multivista, han permitido reconstruir los detalles de la evoluci\u00f3n de\nlas diferentes partes del embri\u00f3n a lo largo del tiempo.  <\/p>\n\n\n\n

En cuarto lugar, todas estas mejoras\naplicadas al an\u00e1lisis de todas las c\u00e9lulas de m\u00faltiples embriones de rat\u00f3n en\nel espacio y el tiempo, han desembocado en un registro computacional de datos\nque, adem\u00e1s de dar informaci\u00f3n espec\u00edfica de la trayectoria de una sola c\u00e9lula\na formas de embri\u00f3n entero, tambi\u00e9n proporciona una representaci\u00f3n del embri\u00f3n\n\u00abpromedio\u201d. Es decir, suministra informaci\u00f3n directa de los datos de observaci\u00f3n\nde las etapas normales de desarrollo del embri\u00f3n que son cuantitativas y permiten reconstruir el desarrollo embrionario en 4D<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

La integraci\u00f3n de todo este\nconjunto de avances, tanto de la visualizaci\u00f3n de los embriones durante su\ndesarrollo en tiempo real, como del an\u00e1lisis de la expresi\u00f3n g\u00e9nica (g),\npermite profundizar en lo que se ha dado en llamar el \u00abuniverso de datos xyztg<\/strong>\u00ab. Es decir, la descripci\u00f3n del estado de todo el genoma<\/a> (g) a trav\u00e9s del tiempo (t) en los tres\nejes cardinales del espacio (x, y, z).<\/p>\n\n\n\n

Si hay que ver para creer, los\nnuevos avances tecnol\u00f3gicos no dejan lugar a dudas para comprender la transformaci\u00f3n autoorganizada a partir del \u00f3vulo fecundado<\/strong>,\nel cigoto, hasta un organismo animal adulto, sea rat\u00f3n, humano o de cualquier\notra especie de morfog\u00e9nesis equivalente.<\/p>\n\n\n\n

Publicado\nen <\/em>P\u00e1ginas Digital<\/em><\/a>. 12 Noviembre 2019<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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