¿Cuándo comienza la diferenciación de las células embrionarias humanas?

27/03/2021

Durante el desarrollo preimplantatorio se suceden una serie de pasos. El primero es la transición del control de la expresión génica de la madre al cigoto, tras dos o tres rondas de división, los transcritos heredados de la madre se degradan gradualmente y los nuevos núcleos diploides del zigoto comienzan a producir sus propios transcritos, comparado con otros organismos ocurre mucho antes en el ratón y en humano, en el estadio de dos células, y está relacionado con el inicio del programa de pluripotencia. Este proceso se denomina activación del genoma del zigoto. El segundo evento es la polarización apical-basal de los blastómeros en estadio de 8 células. Esto genera la posibilidad de crear distinción entre las células y las siguientes divisiones asimétricas darán lugar a dos tipos celulares diferenciados la masa celular interna y el trofoectodermo. El último paso es la formación del blastocisto con su distintivo eje embrionario-abembrionario. La masa celular interna se encuentra mayoritariamente en la parte embrionaria mientras que la cavidad está en la parte abembrionaria pero ambas partes están rodeadas por trofoectodermo.

Hasta el estadio de 8 células no se observan diferencias en el tamaño de las células ni en la distribución de las moléculas, es entonces cuando se empiezan a apreciar cambios en la distribución de los componentes del citoesqueleto y el embrión se empieza a compactar. Posteriormente se pueden distinguir tres tipos de división: simétrica, divisiones en las que dos células hijas heredan los dominios apical y basal; asimétrica, divisiones en las que una de las células hijas permanece polarizada y la otra no polarizada, cada una hereda uno de los dominios, apical o basal y división oblicua que es una mezcla entre estas dos categorías (8). Tras las divisiones asimétricas, las células hijas diferirán en la posición que van a ocupar dentro del embrión y en su destino, las exteriores y polarizadas se diferenciarán en trofoectodermo extraembrionario, mientras que, las interiores y no polarizadas se desarrollarán a masa celular interna.
El conocimiento detallado de la formación del ovocito humano, su crecimiento, fertilización, desarrollo preimplantatorio y auto-organización es esencial para proporcionar conocimientos clínicos para la reproducción humana asistida y para apoyar enfoques de reprogramación celular, dado el reciente reconocimiento de varios estados pluripotentes en células madre in vitro.

Sin embargo, en la actualidad siguen existiendo dos modelos sobre el desarrollo preimplantacional. El primero asegura que el embrión es totalmente simétrico, no presenta un patrón de división y como consecuencia las orientaciones de las divisiones son totalmente aleatorias (18, 23). De acuerdo con este modelo las primeras diferencias entre células no aparecen hasta la cuarta división y se darían por la posición que ocupan las células dentro del embrión, interior o exterior. Los ejes embrionarios no se establecen hasta el proceso de gastrulación en el epiplasto embrionario derivado de la masa celular interna y mediante interacciones celulares complejas. De hecho esta fase se considera como el momento en el que la estructura definitiva del organismo se establece y por lo tanto uno de los momentos más transcendentales del desarrollo embrionario. Y el segundo modelo, el de mosaicismo que propone que existen diferencias entre células que se pueden detectar antes de que estas adopten posiciones diferenciales dentro del embrión, porque las diferencias dependerán de la orientación de las divisiones celulares a lo largo del eje animal-vegetal (11, 38, 13, 17). Este modelo está apoyado por los grados potencia de desarrollo que presentan cada uno de los blastómeros en el estadio de 4 células que parecen depender de modificaciones epigenéticas ya que se han encontrado diferencias en el patrón de metilación de histonas (13, 24). Sin embargo esta postura sugiere que patrón y flexibilidad no están reñidos y si existen reglas desde estadios tempranos estas no deben ser estrictas porque es de sobra conocida la capacidad del embrión de adaptarse a cambios si es perturbado, por ello es importante que las técnicas de estudio no sean invasivas. Los análisis de marcaje siempre presentan objeciones técnicas por el abordaje experimental que conlleva, con un gran intervencionismo sobre el embrión (manipulación, introducción de sustancias extrañas, métodos de observación del marcaje como la fluorescencia, etc) y por lo tanto resultan controvertidos.

Lo que es seguro es que la primera decisión celular es tomar una dirección hacia el linaje de trofoectodermo o masa celular interna, aunque aún queda por determinar cómo surgen las primeras diferencias entre blastómeros, y si de alguna manera pueden regular la expresión genética para dirigir el destino celular hacia alguno de los linajes. Además también deben de tenerse en cuenta las contribuciones maternas en los primeros estadios.
Puedes ampliar información en Polaridad y totipotencia durante el desarrollo preimplantatorio. Blanca Corral Castroviejo y Roberto Matorras Weinig. Revista Iberoamericana de Fertilidad y Reproducción Humana