Observar el desenvolupament embrionari des del punt de vista cel·lular i genètic és una meravella de la biologia. Durant el segle XX, per conèixer quines instruccions genètiques són necessàries per passar des d'una única cèl·lula inicial a un organisme complex, es van emprar models animals de fàcil observació, com ara la mosca del vinagre (Drosophila). L'estudi en vertebrats és més complex, però hem obtingut informació molt valuosa estudiant el peix zebra (que té un embrió transparent), el pollet (és molt fàcil i barat obtenir ous, que es poden obrir i manipular en diversos moments del desenvolupament), i també el ratolí (un mamífer que es desenvolupa molt ràpidament, en 21 dies). Tot aquest coneixement ens ha permès inferir quins mecanismes d'organització embrionària i quines instruccions genètiques són comunes en el desenvolupament dels animals. Ara bé, com podem realment estudiar i conèixer com es desenvolupa un embrió humà i quines diferències presenta amb el desenvolupament d'altres mamífers? Què ens fa humans?

Hi ha una norma acceptada entre els científics arreu del món, la de no mantenir en cultiu per fer recerca embrions humans més enllà dels 14 dies. Aquesta regla, proposada als anys 80 al Regne Unit després de llargues discussions entre científics, legisladors i especialistes en bioètica i, posteriorment, discutida i acceptada per comitès de bioètica de molts altres països, es troba reflectida en legislació específica de diversos països europeus, com ara el Regne Unit, Espanya, Suècia i Dinamarca.

Per què 14 dies, us preguntareu? Doncs perquè es va considerar una data que podia respectar diverses visions ètiques sobre l'entitat i individualitat de l'embrió i permetre la recerca científica que permet respondre com es desenvolupa de forma diferencial l'embrió humà i resoldre qüestions rellevants sobre infertilitat i malalties de l'embaràs. De forma molt simplificada, a partir de la fecundació, el zigot passarà, en una sèrie de divisions cel·lulars molt ràpides, a l'estat de mòrula (com el seu nom indica, la disposició de cèl·lules recorda una mora) i, seguidament, al de blastocist, que podríem comparar amb una pilota de cèl·lules buida, amb unes poques cèl·lules interiors, la massa cel·lular interna (que serà l'embrió), i la capa externa de la pilota, formada per cèl·lules que formaran la placenta i altres teixits extraembrionaris. Aquest estadi de blastocist és el que s'implantarà a la paret de l'úter de la mare, al cap de 7 dies postfecundació. Un cop implantat, el següent pas és el de gàstrula, l'embrió queda en forma de disc aplanat i es forma una invaginació que donarà lloc a les tres capes embrionàries: l'ectoderma (que donarà lloc als teixits epitelials i neuronals), el mesoderma (que donarà lloc al cor i als teixits muscular, cartilaginós i adipós), i l'endoderma (que donarà lloc a molts dels òrgans interiors, com ara el tub digestiu, el pàncrees o el fetge). Just 14 dies postfecundació, l'embrió humà fa un canvi i desenvolupa una estria o línia primitiva que generarà un solc (entre altres coses, marca l'eix de simetria bilateral). Podeu trobar un vídeo curt i esclaridor en aquest enllaç. Fins a aquest moment, als 14 dies, l'embrió es podia escindir en dos i donar lloc a dos bessons idèntics, monozigòtics (del mateix zigot), però a partir d'aquest moment només pot ser un embrió individual. D'aquí la regla dels 14 dies.

 Si no es pot estudiar la neurogènesi en humans, difícilment podrem comparar-la amb la d'altres espècies, o esbrinar la raó d'alteracions en el desenvolupament com les que es produeixen en moltes malalties genètiques hereditàries

És evident que estudiar el desenvolupament humà no és fàcil. Els primers estudis es van realitzar amb zigots i embrions obtinguts per fecundació in vitro que no es poden implantar (han sobrepassat el temps màxim en què es poden mantenir congelats) i els pares els han donat a la ciència. A la placa de Petri, amb medi de cultiu molt específic i acurat, el desenvolupament es podia observar fins al dia 7 o 8 (en què l'embrió humà s'implanta dins l'úter), després es desorganitzava i moria. Fa tres anys es va publicar un gran avenç, en què usant plaques de Petri amb un gel (com una gelatina) es proporcionava a l'embrió primerenc un medi extern amb consistència física i es podia alimentar l'embrió i subministrar-li oxigen, de forma similar a un úter, i els embrions humans duraven fins als 12-13 dies, on ja es podia observar l'inici de la gastrulació. Després d'aquests dies, els embrions també començaven a morir, i no es podia estudiar l'inici de la formació del sistema nerviós. Fixeu-vos que encara estem dins de la regla dels 14 dies.

Ja llavors es van sentir veus qüestionant si la regla dels 14 dies no era excessivament limitadora. Si no es pot estudiar la neurogènesi en humans, difícilment podrem comparar-la amb la d'altres espècies, o esbrinar la raó d'alteracions en el desenvolupament com les que es produeixen en moltes malalties genètiques hereditàries. Doncs bé, atès que no es pot encara investigar en embrions humans, hi ha científics que recorren a un model molt similar als humans, un primat, com ara el mico. O en altres casos (com ja us vaig explicar en un altre article) es poden fer quimeres entre embrions de pollastre i cèl·lules humanes embrionàries, per estudiar com aquestes es desenvolupen i diferencien en un context embrionari.

Tot just aquesta setmana s'han publicat dos articles a Science sobre una recerca molt recent (tan recent que la publicació és només digital i tardarà uns mesos a publicar-se en paper) realitzada per dos grups diferents a la Xina (tot i que Juan Carlos Izpisúa Belmonte, un reconegut científic espanyol, és un dels coautors). En aquests treballs s'han cultivat embrions de mico sense contribució materna i emprant la tècnica de creixement d'embrions dins de gel en placa de Petri, i han arribat fins als 20 dies, just abans de la neurogènesi, un estadi més avançat que el dels embrions humans de 13 dies.

Embrions de mico G.M.

 (Imatges d'embrions de mico (Cynomolgus), crescuts en una placa de Petri, a diversos dies de desenvolupament postfecundació, des del dia 7 fins al 20 (imatge extreta de Niu et al. Science, 2019, doi:10.1126/science.aaw5754).

El que han observat, des del punt de vista morfològic, és que el desenvolupament és comparable en la placa de Petri i dins de la panxa de la mare; per tant, en poden extreure conclusions fisiològiques rellevants. Han separat totes les cèl·lules dels embrions en els diferents estadis i, fent una anàlisi de cèl·lules individuals, han estudiat quins gens s'expressen en cada estadi, informació cabdal per comprendre les instruccions que s'executen durant el desenvolupament embrionari inicial. Gràcies a aquests estudis i a la comparació amb la informació que es va obtenir en embrions humans en els estadis més inicials, sabem que tot i que els micos i els humans ens assemblem molt, hi ha estadis del desenvolupament en què hi ha també diferències i, segurament, aquestes diferències explicarien per què som diferents morfològicament i funcional. De fet, fa ben poc us vaig explicar com s'ha comparat el desenvolupament de minicervells d'humà i de mico, amb organoides crescuts i desenvolupats en una placa de Petri, i s'ha arribat a la conclusió que el cervell d'un embrió humà es desenvolupa més lentament que el d'un primat. Doncs ara imagineu quantes diferències es poden descobrir en el desenvolupament de tot un embrió.

Tot això implica que, tard o d'hora, la societat (científics, metges, pacients, legisladors, i, evidentment, especialistes en bioètica) haurà de reflexionar, discutir i decidir si es manté la regla dels 14 dies o, com alguns proposen, s'hauria de revisar i flexibilitzar per a casos concrets.