Impresionante vídeo revela cómo se forman nuestros dedos en el útero

El primer mapa de su tipo que llega hasta el nivel de una sola célula

Por primera vez los científicos han mapeado el proceso de desarrollo de las extremidades en embriones humanos hasta la célula individual, y el sorprendente resultado podría ayudar a prevenir en el futuro un tipo común de defecto congénito.

El desafío: a las cuatro semanas de edad, las partes de un embrión humano que eventualmente serán brazos y piernas son esencialmente brotes de células indiferenciadas. Sin embargo, en la semana 8, las extremidades están bien definidas, con los dedos de manos y pies visibles, y nunca hemos entendido realmente cómo llegamos del punto A al B.

Esto se debe en parte a que tradicionalmente a los investigadores solo se les ha permitido cultivar embriones humanos en el laboratorio hasta aproximadamente el día 14. Si bien esa restricción se está relajando, no sabemos si es posible lograr que un embrión se desarrolle fuera del útero hasta la semana 4, y mucho menos hasta la semana 8.

Mientras tanto, estudiar embriones jóvenes dentro de un útero es logísticamente complicado: a las 8 semanas, un embrión mide solo alrededor de una pulgada de largo. Mientras tanto, los estudios sobre el desarrollo de las extremidades de los animales podrían decirnos qué está pasando, pero no lo sabemos con certeza porque no podemos validarlos.

Debido a que no entendemos completamente el proceso de desarrollo de las extremidades, tampoco entendemos mucho acerca de por qué sale mal con tanta frecuencia (1 de cada 500 bebés nace con alguna anomalía significativa en las extremidades, como dedos de las manos acortados o dedos extra en los pies) o cómo prevenirlo.

¿Qué hay de nuevo? Un equipo internacional de investigadores, dirigido por científicos de la iniciativa Human Cell Atlas, ha rastreado la expresión de genes y la diferenciación de células individuales en tejido fetal donado para crear el primer mapa del desarrollo de las extremidades humanas.

Imagen derecha: Un atlas temporal-espacial unicelular del miembro embrionario humano

"Por primera vez, hemos podido capturar el notable proceso de desarrollo de las extremidades hasta una resolución unicelular en el espacio y el tiempo", dijo la autora principal Sarah Teichmann del Wellcome Sanger Institute.

Este trabajo llevó al descubrimiento de que los dedos de las manos y de los pies en realidad no crecen a partir de los grupos de células de las extremidades que tenemos en la semana 4. En cambio, se forman dentro de los senos: las células adicionales a su alrededor mueren para revelar los dígitos.

"Lo que revelamos es un proceso muy complejo y regulado con precisión", afirmó el autor principal Hongbo Zhang de la Universidad Sun Yat-sen, Guangzhou. "Es como ver a un escultor trabajando, cincelando un bloque de mármol para revelar una obra maestra. En este caso, la naturaleza es la escultora, y el resultado es la increíble complejidad de los dedos de nuestras manos y pies".

Además de exponer este notable proceso por primera vez, los investigadores también identificaron conexiones entre anomalías comunes de las extremidades y alteraciones en genes específicos a través de su estudio, lo que podría ser la clave para prevenir esas anomalías en el futuro.

"Nuestro trabajo en Human Cell Atlas está profundizando nuestra comprensión de cómo se forman estructuras anatómicamente complejas, ayudándonos a descubrir la genética y los procesos celulares detrás del desarrollo humano saludable, con muchas implicaciones para la investigación y la atención sanitaria", afirmó Teichmann.

El atlas se ha publicado el 6 de diciembre de 2023 en Nature: A human embryonic limb cell atlas resolved in space and time