Una investigación dirigida por el Centro Loke de Investigación del Trofoblasto de la Universidad de Cambridge ha demostrado que se puede utilizar una técnica de edición del genoma para alterar un solo gen en células embrionarias humanas, lo que permite estudiar el desarrollo humano muy temprano con un nivel de detalle sin precedentes.
Esta técnica, denominada edición de bases, es una versión más precisa de la técnica de edición genómica CRISPR/Cas9. Permite modificar un único par de bases de nucleótidos —el componente básico del ADN— dentro de un genoma humano de aproximadamente 3.000 millones de pares de bases.
Mediante la edición de bases genéticas, los investigadores bloquearon un gen llamado NANOG en embriones humanos en una etapa muy temprana de desarrollo, y descubrieron que las células del embrión temprano no podían desarrollarse en células pluripotentes más especializadas llamadas epiblasto, que posteriormente forman el cuerpo.
Los resultados revelan el papel crucial de NANOG en el desarrollo de los embriones humanos y ayudan a los científicos a comprender mejor cómo se desarrollan los embriones humanos en los primeros días después de la fecundación de un óvulo.
Sin NANOG, las células que posteriormente se convierten en la placenta y el saco vitelino —los tejidos que dan soporte al embrión en desarrollo— aún podrían formarse.
Si bien la edición genética de embriones humanos ya se había descrito anteriormente, esta es la primera vez que se utiliza esta técnica para estudiar la función génica en embriones humanos. Los resultados demuestran que la extrema precisión de la técnica reduce la probabilidad de anomalías cromosómicas no deseadas, que pueden ocurrir con otra versión más utilizada de CRISPR/Cas9.
Un mayor conocimiento sobre el papel de los genes necesarios para el desarrollo humano, como NANOG, podría ayudar en el futuro a mejorar las tasas de éxito de la fecundación in vitro y a comprender mejor la pérdida temprana del embarazo.
La edición de bases genéticas también podría utilizarse en el futuro para editar genes específicos que causan enfermedades hereditarias debilitantes, como la fibrosis quística y la enfermedad de Huntington, en embriones humanos, con el fin de evitar su transmisión a las generaciones futuras. Sin embargo, actualmente esto no está permitido legalmente en el Reino Unido. Antes de cualquier uso clínico futuro, se requerirían pruebas de seguridad exhaustivas, un mayor desarrollo de la técnica y un amplio debate y apoyo público.
“La edición de bases representa un avance significativo con respecto a la técnica convencional CRISPR/Cas9, ya que conlleva un riesgo mucho menor de causar errores cromosómicos no deseados. La edición de bases puede cambiar con precisión un único par de nucleótidos por otro en todo un genoma humano de alrededor de 3 mil millones de pares de bases; es una hazaña increíble”, afirmó la profesora Kathy Niakan, del Centro Loke de Investigación del Trofoblasto de la Universidad de Cambridge, quien dirigió el estudio.
Añadió: “Nuestros resultados indican que el gen NANOG es fundamental para el desarrollo de células pluripotentes, los componentes básicos que son de vital importancia para el desarrollo humano”.
Las células pluripotentes pueden diferenciarse en cualquier otro tipo de célula del cuerpo y se utilizan ampliamente en la investigación biomédica, desde pruebas de fármacos hasta la modelización de enfermedades. Las células madre embrionarias humanas, que son pluripotentes, se originan en una parte del embrión en desarrollo con altos niveles de activación de NANOG. Esto ha llevado a los científicos a sospechar que NANOG desempeña un papel importante en su formación.
“La precisión de la edición de bases supone un gran avance con respecto a la generación anterior de técnicas de edición genómica. Esto nos permite estudiar el desarrollo humano temprano con mayor confianza”, afirmó el Dr. Oliver Bower, investigador del Centro Loke para la Investigación del Trofoblasto de la Universidad de Cambridge y primer autor del estudio.
Añadió: “Al determinar cómo genes como NANOG controlan el desarrollo de células pluripotentes, podemos lograr que los sistemas de células madre para la investigación biomédica sean más predecibles y fiables”.
El desarrollo humano no siempre sigue el modelo del ratón.
Décadas de investigación con animales, especialmente con ratones, fueron fundamentales para identificar a NANOG como un gen que probablemente desempeña un papel importante en el desarrollo temprano. Sin embargo, este estudio demuestra que NANOG no funciona de la misma manera en embriones humanos y de ratón.
En estudios previos con ratones, la pérdida de NANOG alteró tanto el epiblasto como el saco vitelino, un tejido que sustenta el desarrollo del embrión. En este estudio con embriones humanos, la pérdida de NANOG afectó principalmente al epiblasto, la futura línea celular que formará el cuerpo.
Hasta ahora no había sido posible investigar directamente la función de NANOG en embriones humanos, ya que las técnicas de edición genómica disponibles, como CRISPR/Cas9 convencional, causan demasiado daño no deseado al ADN. Este trabajo subraya la importancia de investigar directamente el desarrollo humano.
“Habíamos predicho que el gen NANOG desempeñaría un papel fundamental en el desarrollo humano, dada su importancia en el desarrollo de los embriones de ratón. Sin embargo, descubrimos que NANOG funciona de manera algo diferente en humanos que en ratones, lo que significa que nuestras suposiciones sobre la función de este gen no se aplican directamente entre especies”, afirmó la Dra. Katarina Harasimov, investigadora del Centro Loke para la Investigación del Trofoblasto de la Universidad de Cambridge, quien también participó en el estudio.
Cumplimiento ético y legal
Los embriones, óvulos y espermatozoides utilizados en el estudio eran muestras no utilizadas donadas por parejas que se habían sometido a un tratamiento de fecundación in vitro. La mayoría de los donantes ya habían completado su familia y deseaban que sus embriones, óvulos o espermatozoides sobrantes se utilizaran para la investigación.
Los embriones solo se cultivaron en el laboratorio durante un máximo de seis días y medio después de la fecundación, y luego se dejaron morir.
El estudio se realizó bajo una licencia de investigación y la estricta supervisión regulatoria de la Autoridad de Fertilización Humana y Embriología (HFEA, por sus siglas en inglés), el organismo regulador independiente del Gobierno del Reino Unido que supervisa los tratamientos e investigaciones sobre fertilidad. La investigación también fue revisada y aprobada por el Comité de Ética de la Investigación de Newcastle y North Tyneside.
El estudio se publica hoy en la revista Nature .
Fue realizado por científicos del Centro Loke para la Investigación del Trofoblasto de la Universidad de Cambridge en colaboración con colegas de la Universidad de Monash, la Universidad de Newcastle, el Instituto Broad de Harvard y el MIT, el Instituto Francis Crick, el Laboratorio de Biología Molecular del MRC, así como colaboradores clínicos de la Clínica Bourn Hall, el Centro de Fertilidad de Newcastle (parte del Newcastle Hospitals NHS Foundation Trust), el Centro de Reproducción Asistida y Ginecología, Create Fertility y el Centro de Salud Reproductiva y Genética .
Esta investigación fue financiada principalmente por Wellcome, con el apoyo adicional del Consejo de Investigación Médica del Reino Unido y de Cancer Research UK.
Referencia: Bower, OJ et al: « La edición de bases revela un papel esencial de NANOG en la embriogénesis humana » . Nature, junio de 2026. DOI: 10.1038/s41586-026-10792-1
Preguntas y respuestas
¿Qué son el epiblasto, el saco vitelino y la placenta en el embrión?
El epiblasto es una capa de células pluripotentes en el embrión humano temprano, que da origen a todos los tejidos del cuerpo humano.
El saco vitelino proporciona nutrientes al embrión, permite la circulación de gases entre la madre y el feto, y genera células que se transforman en estructuras importantes como el cordón umbilical. Durante el primer trimestre, periodo en el que suelen surgir muchas complicaciones del embarazo, el saco vitelino desempeña la función que posteriormente asume la placenta. En los tratamientos de FIV, un saco vitelino sano durante este periodo es el factor predictivo más importante de un embarazo exitoso.
La placenta es un órgano temporal que se desarrolla en el útero durante el embarazo y conecta al embrión en desarrollo con el útero materno, actuando como un sistema de soporte vital.
¿Qué son las células pluripotentes?
Las células pluripotentes del embrión pueden utilizarse para generar células madre con capacidad de diferenciarse en cualquier tipo de célula especializada del organismo. Estas células se emplean ampliamente en la investigación médica, desde la modelización de enfermedades y la terapia de reemplazo celular hasta el descubrimiento de fármacos. Este estudio demuestra que NANOG es fundamental para la capacidad del embrión humano de generar células pluripotentes.
¿Qué es CRISPR/Cas9?
CRISPR/Cas9 es una técnica de edición genómica que se ha utilizado para corregir genes en niños y adultos con afecciones como la anemia falciforme, ciertos tipos de cáncer y una forma de ceguera genética. Es como usar unas tijeras moleculares para cortar el ADN en puntos muy precisos y modificarlo.
Los científicos también esperaban que CRISPR/Cas9 pudiera utilizarse en el futuro para corregir mutaciones genéticas en células embrionarias. En esta etapa temprana del desarrollo, los cambios genéticos serían hereditarios, lo que significa que los genes causantes de enfermedades se eliminarían permanentemente y no se transmitirían a las futuras generaciones de una familia.
Investigaciones previas del equipo de Niakan revelaron que el uso de la técnica CRISPR convencional para editar genes en células embrionarias produce anomalías cromosómicas. El equipo concluyó que la versión anterior de esta técnica no debería utilizarse en embriones humanos para la corrección genética.
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Fuente: Universidad de Cambridge
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