{"id":4717,"date":"2019-02-07T18:14:52","date_gmt":"2019-02-07T17:14:52","guid":{"rendered":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/?p=4717"},"modified":"2023-01-13T10:39:48","modified_gmt":"2023-01-13T09:39:48","slug":"vikas-trivedi-embl-queremos-entender-como-las-celulas-forman-un-embrion-construyendo-uno-nosotros","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/vikas-trivedi-embl-queremos-entender-como-las-celulas-forman-un-embrion-construyendo-uno-nosotros\/","title":{"rendered":"\u201cQueremos construir un embri\u00f3n para entender c\u00f3mo se forma\u201d"},"content":{"rendered":"

Vikas Trivedi<\/strong>, jefe de grupo en el centro m\u00e1s nuevo de EMBL, en Barcelona, empez\u00f3 como ingeniero<\/strong> en el Instituto de Tecnolog\u00eda Kanpur en India. Se pas\u00f3 al campo de la bioimagen<\/strong> durante su doctorado en el laboratorio de Scott Fraser<\/a> en Caltech, Pasadena, EUA. \u201cDesarroll\u00e9 herramientas de imagen y procesamiento de imagen para intentar entender el desarrollo del coraz\u00f3n en pez cebra<\/strong>. Pero el laboratorio era tan interdisciplinario y colaborativo que acab\u00e9 trabajando en otros organismos modelo y otros problemas\u201d. M\u00e1s tarde, se traslad\u00f3 a Cambridge, Reino Unido, para hacer su postdoc, y solo un a\u00f1o y medio despu\u00e9s, a finales de 2018 se uni\u00f3 al Parque de Investigaci\u00f3n Biom\u00e9dica de Barcelona (PRBB)<\/a> como l\u00edder de grupo en el Laboratorio Europeo de Biolog\u00eda Molecular \u2013 Barcelona (EMBL).<\/a><\/p>\n

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De la ingenier\u00eda a la biof\u00edsica<\/strong><\/p>\n

Trivedi est\u00e1 intentando entender c\u00f3mo se auto-organizan las c\u00e9lulas des de un punto de vista f\u00edsico. \u201cEn un embri\u00f3n hay muchos factores externos que afectan a su desarrollo, por ejemplo los subministrados por la madre o por los tejidos extra-embri\u00f3nicos, como podr\u00eda ser el saco vitelino. Pero yo estoy interesado en la capacidad inherente de las c\u00e9lulas embrionarias<\/strong>: \u00bfsi est\u00e1n fuera del embri\u00f3n, a\u00fan pueden promover este desarrollo?\u201d, se pregunta.<\/p>\n

Cuando lleg\u00f3 al laboratorio de Alfonso Martinez Arias<\/a> en Cambridge<\/strong>, descubri\u00f3 los gastruloides de rat\u00f3n<\/strong>. Estos son un tipo de organoides<\/strong> (150-200 micrones de di\u00e1metro) generados a partir de centenares de c\u00e9lulas madre embrionarias (ESCs) de rat\u00f3n que se agregan para formar una esfera. Sorprendentemente, esta esfera suele alargarse y desarrolla los tres ejes del cuerpo que recuerdan al embri\u00f3n de rat\u00f3n real.<\/p>\n

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\u00abEstamos intentando entender c\u00f3mo se auto-organizan las c\u00e9lulas des de un punto de vista f\u00edsico, utilizando organoides\u00bb
Vikas Trivedi<\/strong><\/p>\n<\/blockquote>\n

\u201cPuesto que hab\u00eda trabajado con pez cebra<\/a> durante mi doctorado, me pregunt\u00e9 si esta capacidad de los gastruloides de generar un eje sin tener las se\u00f1ales que sabemos que habitualmente est\u00e1n presentes en un embri\u00f3n, era \u00fanica de los mam\u00edferos. Trabajando junto a un estudiante de m\u00e1ster con mucho talento, Andrea Attardi, del laboratorio de Ben Steventon<\/a>, empezamos a cultivar c\u00e9lulas de embriones de pez cebra<\/strong> muy tempranos y a dejar-las desarrollar poni\u00e9ndolas juntas<\/strong>. \u00a1Y, en efecto, creaban un eje!<\/strong>\u201d, dice Trivedi. \u201cAdem\u00e1s, si los dejas crecer suficientemente, estos agregados pueden llegar a crear una estructura que late<\/strong> y que, casualmente, no est\u00e1 en una posici\u00f3n al azar sino que siempre est\u00e1 al lado opuesto de la cola. Los llamamos Pescoides<\/em><\/strong>, el equivalente del gastruloide pero de pez. Mirando estos sistemas pensamos que quiz\u00e1s las c\u00e9lulas est\u00e1n intentando generar un embri\u00f3n polarizado por s\u00ed mismas, aunque no tienen \u00e9xito porque les falta el ambiente instructivo y las se\u00f1ales requeridas de la madre\u201d.<\/p>\n

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Cuando c\u00e9lulas embrionarias de raton o de pez cebra se sacan de su ambiente y se ponen juntas, intentan generar un embri\u00f3n con polaridad.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Lo que su laboratorio quiere entender ahora es la f\u00edsica que hay detr\u00e1s de este proceso. En particular, enfatiza dos preguntas principales: \u00bfc\u00f3mo rompen las c\u00e9lulas la simetr\u00eda de la esfera inicial? \u00bfY c\u00f3mo se organizan las c\u00e9lulas despu\u00e9s para desarrollar los ejes del cuerpo?<\/p>\n

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Un punto de vista evolutivo<\/strong><\/p>\n

Si miramos los embriones de rat\u00f3n y pez cebra, parecen muy diferentes en cuesti\u00f3n de forma y geometr\u00eda en general. Sin embargo, los gastruloides y los pescoides<\/strong> (los organoides embri\u00f3nicos ensamblados fuera de su ambiente nativo) se parecen los unos a los otros<\/strong> tanto al principio de su desarrollo, cuando son solo una bola de c\u00e9lulas, hasta cuando se est\u00e1n alargando. Esto ha llevado a Trivedi a preguntarse si lo que ve que pasa fuera del embri\u00f3n es actualmente el programa de desarrollo b\u00e1sico<\/strong>, \u00abdesnudo\u00bb de cualquier influencia, que nunca podemos observar en un embri\u00f3n real debido a todas las otras influencias que existen.<\/p>\n

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\"organoids
Las c\u00e9lulas embrionarias, cuando se extraen de su contexto y se deja que se autoorganicen en 3D, con se\u00f1ales distribuidas de forma homog\u00e9nea, pueden generar ejes corporales de una manera independiente de la especie. Figura del laboratorio Trivedi.<\/figcaption><\/figure>\n

\u201cPensamos que lo que estamos observando podr\u00eda ser una forma muy fundamental de desarrollo<\/strong>, y dependiendo de las presiones evolutivas<\/strong> que haya tenido cada especie, han ido construyendo en base a este programa<\/strong> de desarrollo inicial\u201d explica. Si esto es correcto, la evoluci\u00f3n habr\u00eda usado este programa fundamental de desarrollo para construir los planes corporales de diferentes organismos. Por tanto, Trivedi aventura, \u00bfpodremos entender suficientemente bien este proceso de patr\u00f3n b\u00e1sico? \u00bfY podr\u00edamos hacer que las c\u00e9lulas formen una morfolog\u00eda embri\u00f3nica similar a la de rat\u00f3n o pez, dependiendo de las condiciones en las que las pongamos?<\/p>\n

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\u00abPensamos que lo que estamos observando podr\u00eda ser el patr\u00f3n de desarrollo por defecto\u00bb<\/p>\n<\/blockquote>\n

Las ventajas de los organoides <\/strong><\/p>\n

Un embri\u00f3n de rat\u00f3n es muy peque\u00f1o comparado con un embri\u00f3n de pez o pollo. Pero utilizan las mismas redes gen\u00e9ticas para determinar la formaci\u00f3n del eje. Esto se sabe desde hace tiempo. Trivedi est\u00e1 intentando ir m\u00e1s all\u00e1 de los genes y la biolog\u00eda, a la f\u00edsica, observando los factores mec\u00e1nicos que act\u00faan durante la morfog\u00e9nesis<\/strong>. Como est\u00e1n generando estos organoides embrionarios el laboratorio<\/strong>, pueden, por decirlo as\u00ed, hacerlos \u00aba la carta\u00bb<\/strong>. Por ejemplo, en lugar de las 300 c\u00e9lulas que se utilizan normalmente, pueden crear un organoide embri\u00f3nico con 30 c\u00e9lulas y uno con 3000 y mirar qu\u00e9 pasa, como se escala la expresi\u00f3n gen\u00e9tica. Estos experimentos no se pueden hacer en un embri\u00f3n. Esta es precisamente la raz\u00f3n para utilizar un sistema artificial; que puede ser controlado, ayudando a entender c\u00f3mo se forma<\/strong> – y quiz\u00e1 tambi\u00e9n qu\u00e9 puede salir mal<\/strong>. \u00abLos defectos del desarrollo son muy dif\u00edciles de estudiar in vivo<\/em>, porque muchos mutantes son letales, explica Trivedi. El sistema artificial que est\u00e1 creando es prometedor y podria superar esta dificultad.<\/p>\n

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Cuando el fracaso es el \u00e9xito<\/strong><\/p>\n

Estas estructuras artificiales con las que trabaja el grupo, nunca acaban sobreviviendo (los gastruloides crecen durante 6 d\u00edas, y los pescoides un d\u00eda – el pez se desarrolla m\u00e1s r\u00e1pido). Pero esto no es un problema para Trivedi; incluso al contrario. \u00abEl fracaso es importante para nosotros. De hecho, queremos que los gastruloides y los pescoides fallen en el intento de hacer embriones<\/strong>; as\u00ed podemos entender c\u00f3mo rescatarlos, ingeniando formas de hacerlo mejor y entender qu\u00e9 est\u00e1 haciendo un embri\u00f3n real\u00bb.<\/p>\n

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Un sistema artificial puede ser controlado y estudiado en m\u00e1s detalle; y si no consigue desarrollarse, podemos intentar entender porqu\u00e9.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Para hacer todo este trabajo, y debido a su bagaje en ingenier\u00eda, el laboratorio<\/strong> que lidera Trivedi es muy interdisciplinario<\/strong>. Krisztina Arato se uni\u00f3 el a\u00f1o pasado como investigadora senior proveniente de otro de los centros del PRBB, el Centro de Regulaci\u00f3n Gen\u00f3mica (CRG)<\/a>, donde hizo su doctorado. Kerim Anla es el miembro m\u00e1s joven y primer estudiante de doctorado del grupo. Ambos vienen con unos bagajes muy potentes en bioqu\u00edmica, biolog\u00eda molecular e imagen<\/strong>. El laboratorio tambi\u00e9n tiene un fuerte inter\u00e9s en crear nuevas herramientas y t\u00e9cnicas<\/strong>; microscopios, procesamiento de im\u00e1genes, modelado in silico<\/em> y marcaje cuantitativo y multiplex. Debido al ancho rango de metodolog\u00edas que quieren utilizar e implementar, el grupo, que a\u00fan es joven, debe ser por fuerza muy multidisciplinar, y Trivedi quiere atraer a gente con diferentes bagajes que puedan entenderse entre ellos.<\/p>\n

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\u00abPero mi primera prioridad<\/strong>, en realidad, es crear un grupo muy feliz<\/strong>\u00ab, dice Trivedi convencido. \u00abSi la gente est\u00e1 feliz, pueden pasar muchas cosas, incluso aunque requieran un poco de formaci\u00f3n. Estoy hablando desde la experiencia; durante mi doctorado y postdoc cambi\u00e9 a campos desconocidos para m\u00ed y recib\u00ed mucha ayuda. Conoc\u00ed cient\u00edficos excelentes<\/strong> y gente muy amable que fueron generosos con su tiempo y energ\u00eda para ense\u00f1arme y colaborar sin ser territoriales<\/strong>. Tener un ambiente de apoyo donde la gente est\u00e1n dispuesta a ayudar a la generaci\u00f3n m\u00e1s joven es un privilegio; he disfrutado de este privilegio, y me gustar\u00eda que mi laboratorio fuera un lugar as\u00ed\u00bb, concluye.<\/p>\n

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\u00abMe gustar\u00eda que en mi laboratorio haya un ambiente de apoyo, donde la gente est\u00e1 dispuesta a ayudar a las generaciones m\u00e1s j\u00f3venes\u00bb<\/p>\n<\/blockquote>\n\n