Un modelo de embrión de mono recrea por primera vez la semana más enigmática del desarrollo humano
Un modelo embrionario creado con células madre de mono permite observar, por primera vez, cómo se organiza el cuerpo en sus días más inaccesibles. La ciencia abre así una ventana inédita a la «caja negra» del desarrollo humano.
Por Enrique Coperías
Embrión humano en estadio Carnegie 7 (día 17–19 de desarrollo), cuando aparece la línea primitiva y comienza la gastrulación, el proceso que establece los ejes del cuerpo y origina las tres capas embrionarias fundamentales. Cortesía: UNSW Embryology / Tratamiento color: IA-Grok
La semana más enigmática del desarrollo de un ser humano —ese breve periodo en el que un disco de células inicia la construcción del cuerpo, aparecen los primeros esbozos del sistema nervioso y se trazan los ejes que organizarán todos los órganos— ha permanecido prácticamente inaccesible para la ciencia.
Las limitaciones técnicas, éticas y biológicas han impedido observar de forma directa qué ocurre entre los días catorce y veintiuno tras la fecundación, cuando se desencadena la gastrulación, el proceso que dará lugar a los tres linajes fundamentales del organismo.
Ahora, un equipo internacional liderado por investigadores del Instituto de Neurociencia de la Academia China de Ciencias (CAS), en Shanghái, y la Universidad Pompeu Fabra, en Barcelona, ha logrado por primera vez reproducir en el laboratorio modelos embrionarios de mono que avanzan hasta el equivalente a veinticinco días de desarrollo, alcanzando así las etapas de gastrulación tardía y los inicios de la organogénesis.
El trabajo, publicado en la revista Nature, supone un salto conceptual y técnico que abre una ventana inédita a los procesos fundacionales de nuestra propia especie.
Por qué este avance es importante para entender el desarrollo humano temprano
El biólogo británico Lewis Wolpert, uno de los grandes referentes de la biología del desarrollo, solía bromear diciendo que «el momento más importante de nuestras vidas no es nuestra boda, nuestro nacimiento o nuestra muerte, sino la gastrulación». Y tenía motivos para ello. Es el proceso que transforma la masa inicial de células en el esbozo de un organismo completo. En humanos, comienza alrededor del día decimocuarto de gestación, en un lugar tan profundo del útero y durante un tiempo tan breve que ha sido imposible observarlo en condiciones naturales.
Los obstáculos no son solo técnicos: la regla internacional de los catorce días impide estudiar embriones humanos más allá de ese punto. De ahí que recrear esta fase con un modelo fiable de primate constituya un avance decisivo.
🗣️ «Existen descripciones meticulosas de la gastrulación en embriones de mono que, en comparación, garantizan que nuestro modelo refleje con precisión lo que ocurre en el embrión —explica el investigador Zhen Liu, director del estudio en la CAS.
Su colega de la Pompeu Fabra, Alfonso Martínez Arias, coautor del trabajo, subraya la importancia del rigor técnico: «Queríamos asegurarnos de tener un modelo fiable, lo cual es inusual cuando se trabaja con réplicas de embriones basadas en células madre».
Una carrera contra las restricciones técnicas y éticas
Los modelos embrionarios en humanos están sujetos a la mencionada regla de los catorce días, y los embriones naturales de primates no humanos son escasos y difíciles de mantener en cultivo.
Los intentos previos con células humanas y de mono solo habían llegado a reproducir las primeras fases de la gastrulación, sin progresar hacia las etapas más avanzadas donde se configuran los planos corporales y los primeros esbozos de órganos.
El nuevo trabajo supera ese límite mediante un sistema de cultivo tridimensional en suspensión, junto con un medio químico optimizado, que permite a los embrioides crecer, plegarse y diferenciarse de manera comparativamente cercana a la que siguen los embriones de mono in vivo. Con esta estrategia, cerca del 70% de los embrioides alcanzaron estructuras bien definidas en el vigesimoquinto día, una eficiencia nunca vista en un modelo de primate.
Del blastocisto al embrión con ejes corporales
El proceso comienza con unas células madre pluripotentes capaces de organizarse en estructuras que imitan a un blastocisto. A partir del séptimo día, esas estructuras evolucionan en un disco bilaminar; hacia el decimotercer día aparece la línea primitiva, el eje que marcará la futura cabeza y el futuro extremo caudal.
Entre los días 13 y 17, los embrioides reproducen de manera precisa la formación de las tres capas germinales:
✅ El ectodermo, la capa externa del embrión. Da lugar al sistema nervioso, la piel y estructuras asociadas (pelo, uñas, esmalte dental).
✅ El mesodermo o capa intermedia. Forma músculos, huesos, corazón, vasos sanguíneos, riñones y la mayor parte del sistema reproductor.
✅ El endodermo, la capa interna. Origina el tubo digestivo, el sistema respiratorio, el hígado, el páncreas y otras glándulas internas.
Estamos ante un comportamiento casi superponible al de los embriones naturales de mono o humanos en la fase inicial de gastrulación.
Pero lo realmente novedoso llega después. Al trasladar estos embrioides al sistema de cultivo mejorado, los investigadores observaron cómo avanzaban hacia etapas nunca antes reproducidas: alargamiento del disco embrionario, presencia de una placa neural perfectamente definida y los primeros movimientos de plegamiento que preceden a la formación del tubo neural.
Las imágenes tridimensionales obtenidas con microscopía de lámina de luz —la evolución más reciente de los microscopios de fluorescencia— muestran con claridad este proceso, equivalente al que en humanos se produce alrededor de los días 20–22.
Gastrulación avanzada y organogénesis inicial
Los embrioides también desarrollaron:
✅ Alantoides: estructura embrionaria que participa en la formación de los vasos sanguíneos del cordón umbilical y en los primeros intercambios de desechos.
✅ Amnios (cavidad amniótica): saco lleno de líquido que protege al embrión y permite su desarrollo sin compresiones.
✅ Saco vitelino: una de las primeras estructuras nutritivas; produce las primeras células sanguíneas y alberga las células germinales primordiales en las etapas iniciales.
También originaron un importante repertorio de tejidos mesodérmicos, como el mesodermo lateral, el hemogénico y los primordios del sistema vascular, comparable al de los embriones naturales.
Una cartografía celular del embrión temprano
Los autores del estudio analizaron a fondo la composición de los embrioides mediante secuenciación de ARN a nivel unicelular, y estudiaron más de 100.000 células en diferentes puntos del desarrollo.
Este análisis identificó veintinco tipos celulares, prácticamente los mismos presentes en embriones de mono en los estadios Carnegie 8–9: precursores del tubo digestivo, del sistema nervioso, de los vasos sanguíneos y de la línea germinal, entre otros.
En la parte dedicada a la hematopoyesis temprana, los embrioides mostraron la aparición de los hemangioblastos, que que origina el endotelio vascular y las células hematopoyéticas; y las primeras células sanguíneas embrionarias, reproduciendo con fidelidad el programa hematopoyético que en los mamíferos arranca en el saco vitelino.
Cómo se forma el intestino primitivo
Otro de los avances más llamativos es la recreación del endodermo y del intestino primitivo. Los embrioides desarrollan zonas que corresponden al intestino anterior (foregut) y al intestino posterior (hindgut), igual que ocurre en un embrión real.
Además, los genes HOX, que funcionan como un sistema de coordenadas para indicar qué parte del cuerpo debe formarse en cada región, aparecen ordenados correctamente: los genes propios de la parte trasera del organismo se activan en el extremo caudal del embrioide, mientras que los que definen regiones delanteras se expresan en el extremo cefálico.
Este comportamiento refleja con precisión la regionalización gastrointestinal que ocurre en los embriones naturales durante estas mismas etapas.
El origen de las células germinales
El estudio también aporta una nueva evidencia sobre un debate científico abierto: el origen de las células germinales primordiales en primates. El modelo muestra que estas células surgen en el amnio, migran hacia el epiblasto posterior y después se desplazan al saco vitelino y al primordio del intestino posterior.
Este recorrido coincide con lo descrito en embriones de mono in vivo, inclinando de nuevo la balanza hacia la hipótesis del origen amniótico de las células germinales primordiales en primates.
Las diferentes etapas del embrión reproducidas en el estudio. Cotesía: Grupo de Zhen Liu y estudio artístico de Kehuitang.
Aplicaciones científicas: por qué revolucionará la biología del desarrollo
El hecho de que el modelo esté construido con células de mono —y, por tanto, comporte una menor carga ética que los modelos humanos— permitió a los investigadores introducir mutaciones en genes del desarrollo y observar sus consecuencias en la formación del cuerpo. Se trata de la primera vez que se manipula genéticamente un modelo embrionario de primate.
«Con nuestro modelo, hemos demostrado que se pueden introducir y analizar mutaciones asociadas a algunas enfermedades descritas anteriormente, así como estudiar los efectos de los fármacos en el desarrollo embrionario», señala Liu.
🗣️ Martínez Arias añade una dimensión biomédica clave: «Múltiples estudios en embriología médica y teratología nos han demostrado que muchas enfermedades tienen su origen durante la gastrulación. Por ejemplo, sabemos que algunos defectos cardíacos se deben a una mala especificación de los primordios durante la gastrulación».
La posibilidad de usar este modelo para recrear patologías abre un camino inédito para investigar defectos congénitos con una resolución nunca vista. «Con este modelo, ahora podemos reproducir enfermedades para estudiarlas en detalle e intentar comprenderlas mejor», afima Martínez Arias.
Hacia un atlas experimental de la embriogénesis humana
Aunque este modelo no constituye un embrión real —no posee todos los tejidos extraembrionarios ni capacidad de implantación—, sí es la herramienta más avanzada disponible para estudiar la semana crítica en la que se decide el plan del cuerpo humano.
Su capacidad para reproducir gastrulación tardía, neurogénesis inicial, regionalización intestinal y hematopoyesis temprana lo convierte en una plataforma ideal para estudiar el origen de enfermedades humanas y los efectos de factores ambientales o farmacológicos sobre los primeros días del desarrollo.
El propio equipo reconoce que este trabajo abre la puerta a desarrollar modelos equivalentes con células humanas en el futuro, siempre dentro de los límites éticos y normativos.
De momento, este modelo de embrión de mono ofrece algo que nunca antes se había conseguido: una ventana experimental a la semana más misteriosa de nuestra existencia. ▪️
Información facilitada por la UPF
Fuente: Li, J., Li, J., Cao, J. et al. Modelling late gastrulation in stem cell-derived monkey embryo models. Nature (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09831-0
