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Las investigaciones realizadas en los últimos años sobre el desarrollo embrionario han llevado a avances significativos en la biomedicina, incluida la comprensión y el tratamiento de las malformaciones congénitas.
Los estudios recientes han permitido diseñar terapias génicas y tratamientos regenerativos que podrían corregir esos defectos desde etapas muy tempranas del desarrollo.
Además, este campo de estudio ha revolucionado la biotecnología: la capacidad de manipular células madre embrionarias ha abierto la puerta a innovaciones en la medicina regenerativa, permitiendo la creación de tejidos y órganos trasplantables.
Todo lo que ocurre antes de nacer
En esencia, los investigadores de la embriología examinan el desarrollo de los organismos desde la fertilización hasta el nacimiento. Concretamente, estudian cómo las células se dividen, diferencian y organizan en estructuras complejas que formarán los diferentes órganos y sistemas del cuerpo.
Este conocimiento es clave para entender las bases del desarrollo normal, así como las causas de las anomalías congénitas, que son aquellas que se manifiestan desde antes del nacimiento.
El objeto de estudio de la embriología se sitúa, por tanto, entre la unión de un espermatozoide y un óvulo y el nacimiento de un nuevo ser.
El momento más decisivo
Tras la fertilización, surge una célula diminuta, pero con un gran potencial: el cigoto. Este comienza a dividirse dando lugar a una bola de células que viajará hasta el útero, donde se implantará en su acogedor revestimiento.
A partir de este punto, 14 días después de la formación del cigoto, se inicia un hito crucial en el desarrollo: la gastrulación.
Durante este proceso se formarán las tres capas germinales: ectodermo, mesodermo y endodermo. Cada una de ellas dará lugar a diferentes partes del cuerpo. Tal y como afirmó el embriólogo Lewis Wolpert: “El momento más importante de tu vida no será tu nacimiento, ni tu matrimonio, ni tu muerte, sino la gastrulación”.
Comienza la especialización
Tras la gastrulación, y a lo largo de la gestación, el proceso llamado diferenciación celular da vida a la diversidad de tejidos y órganos.
A pesar de compartir el mismo ADN, las células embrionarias se especializan en roles específicos gracias a señales moleculares y factores de transcripción.
De esta forma, las tres capas germinales primarias –ectodermo, mesodermo y endodermo– se transforman en la piel y el sistema nervioso, los músculos y los huesos, y el aparato digestivo y respiratorio, respectivamente.
Esta especialización se enmarca dentro del proceso llamado morfogénesis, en el que cada célula se posiciona en el lugar y momento exactos.
En esta fase, uno de los actores clave es la cresta neural, una estructura derivada del ectodermo que da origen a componentes esenciales del sistema nervioso periférico y estructuras faciales y cardíacas. Por eso, las alteraciones en su desarrollo pueden desencadenar las llamadas neurocristopatías, como el labio leporino o defectos cardiacos.
Malformaciones congénitas
Tanto las fisuras orofaciales (labio leporino y paladar hendido) como los defectos cardíacos son dos problemas relativamente comunes con origen en el desarrollo embrionario y que se presentan al nacer.
Las fisuras afectan aproximadamente a 1 de cada 700 recién nacidos y pueden causar dificultades en la alimentación, el habla y la respiración, además de afectar a la apariencia física. Por su parte, los defectos cardíacos congénitos abarcan una amplia variedad de problemas estructurales del corazón que pueden afectar al flujo sanguíneo.
Ambos tipos de malformaciones pueden variar en gravedad, desde leves hasta severas, y requieren un manejo adecuado para mejorar la calidad de vida de los afectados.
Actualmente, los avances en el diagnóstico prenatal y las terapias fetales están transformando nuestra capacidad para prevenir y tratar estos problemas congénitos.
Así, la implementación de tecnologías como la secuenciación de exoma está permitiendo identificar con mayor precisión las causas genéticas subyacentes de anomalías estructurales detectadas durante el embarazo. Esto no solo facilita una toma de decisiones más informada para los padres, sino que también abre la puerta a tratamientos personalizados que pueden iniciarse incluso antes del nacimiento.
Modelos biológicos de embriones y recreaciones 3D
Para progresar en el abordaje de las malformaciones congénitas, así como para avanzar en otras áreas de la medicina relacionadas con la embriología, los científicos han desarrollado técnicas tan potentes como la creación de modelos de embriones. Esta herramienta es una de las más prometedoras, y al mismo tiempo, una de las que más problemas éticos plantea.
Los modelos de embriones son estructuras generadas en el laboratorio a partir de células madre embrionarias o células pluripotentes inducidas. Ambos tipos de células, bajo condiciones específicas, se organizan espontáneamente para formar estructuras tridimensionales que imitan las primeras etapas del desarrollo embrionario humano.
A pesar de su similitud con los embriones naturales, estos modelos carecen de la capacidad de desarrollarse completamente en un feto, lo que los excluye de las definiciones legales tradicionales de embrión, y genera vacíos de regulación específica.
Por ello, un grupo de investigadores ha propuesto una nueva definición de lo que es un embrión humano que los incluiría, con el fin de abordar estos desafíos de manera más adecuada.
También existen otro tipo de herramientas tridimensionales avanzadas para estudiar el desarrollo humano temprano. Un ejemplo de ello es el llamado Virtual Human Embryo, un atlas digital interactivo basado en datos anatómicos y reconstrucciones digitales basadas en colecciones históricas que muestran procesos como la formación de órganos.
Estos modelos no solo amplían el acceso al conocimiento y reducen el uso de material biológico, sino que además mejoran la enseñanza de la embriología al permitir explorar estructuras en 3D y entender mejor las relaciones espaciales.
Un potencial inimaginable
Más allá de su proyección en el ámbito legal y de las posibles controversias que suscita desde el punto de vista ético, el estudio del desarrollo embrionario es, a todas luces, un campo fascinante que tiene profundas implicaciones para la medicina, la biotecnología y nuestra comprensión de la evolución.
A medida que progresamos en nuestra capacidad de investigar y manipular estos procesos, el potencial para mejorar la salud y tratar enfermedades desde sus raíces continúa expandiéndose.
En definitiva, la embriología es mucho más que el estudio del principio de la vida: es una ventana al pasado, presente y futuro de la biología y una herramienta crucial para la innovación médica.
Leire Virto Ruiz recibe fondos de la Universidad Complutense de Madrid.
Elena Martínez Sanz recibe fondos de la Universidad Complutense de Madrid
Estela Maldonado Bautista recibe fondos de Universidad Complutense de Madrid
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.