Los muchos tipos de células del cuerpo humano se producen a través del proceso de diferenciación, en el que las células madre se convierten en tipos más especializados. Actualmente, es un desafío para los investigadores controlar la diferenciación de las células madre en el laboratorio (in vitro). De particular interés son los ovocitos, que son células germinales femeninas que se convierten en óvulos. Comprender su desarrollo podría tener impactos de gran alcance, desde el tratamiento de la infertilidad hasta la conservación de especies en peligro de extinción. Un nuevo estudio realizado por un equipo japonés de investigadores dirigido por el Dr. Mitinori Saitou ha inducido con éxito ovocitos meióticos (en división) a partir de células madre embrionarias de monos cynomolgus, que comparten muchos rasgos fisiológicos con los humanos. Al establecer un método de cultivo para inducir la diferenciación de ovocitos meióticos, los investigadores intentaron arrojar luz sobre el desarrollo de células germinales tanto en humanos como en otros primates. Los hallazgos del estudio se publicaron en la edición de marzo de 2023 de The EMBO Journal.

El equipo informó previamente sobre las condiciones para inducir la ovogonía, los precursores de los ovocitos, mediante la agregación de células germinales primordiales humanas (hPGCLC) con células de los ovarios de embriones de ratón hembra y luego cultivándolas en condiciones de interfaz aire-líquido1. De manera similar, se indujo que los PGCLC de monos cynomolgus se diferenciaran en ovogonios pero no progresaron a ovocitos meióticos. Para superar este obstáculo, las ovogonias inducidas se aislaron y se volvieron a agregar con células somáticas de los ovarios de embriones de ratón hembra y se cultivaron nuevamente.

Bajo estas nuevas condiciones de cultivo, se indujo con éxito la diferenciación en ovocitos meióticos de los ovogonios del mono cynomolgus, pero su desarrollo se detuvo en la segunda etapa de la meiosis. El análisis del transcriptoma de una sola célula mostró que la dinámica transcriptómica de los ovocitos in vitro (en el laboratorio) era similar a la de los ovocitos in vivo (en nuestro cuerpo). Los investigadores también identificaron diferencias en la expresión génica entre los ovocitos in vitro e in vivo, lo que sugirió un cuello de botella para el desarrollo de ovocitos in vitro que podría conducir a la detención de la meiosis in vitro.

Además, al realizar un análisis del metiloma del genoma completo, los autores encontraron que los ovocitos inducidos estaban involucrados en el proceso de desmetilación de todo el genoma in vitro, como se ve en el desarrollo de células germinales femeninas de ratones y humanos. También notaron que la desmetilación se comportaba de manera diferente en los cromosomas X derivados del padre y de la madre. Esta dinámica de metilación única también se encontró en oogonia humana inducida in vitro, lo que sugiere que los mecanismos subyacentes al desarrollo de las células germinales femeninas pueden ser los mismos en todas las especies de primates. Por lo tanto, este sistema de cultivo podría ser útil como modelo del proceso de diferenciación de células germinales de primates.

Cuando se les preguntó sobre el impacto potencial de su estudio, los autores dijeron que su método de reconstitución de múltiples pasos en el desarrollo de las células germinales femeninas puede ayudar a aclarar los mecanismos moleculares del desarrollo de los ovocitos de primates y algún día podría contribuir al tratamiento del desarrollo deficiente de los ovocitos en medicina reproductiva. El primer autor, el Dr. Sayuri Gyobu-Motani, dice : « Esperamos que nuestro sistema de cultivo pueda ayudar en la conservación de especies en peligro de extinción y la creación de sistemas de inducción de ovocitos in vitro para otras especies de mamíferos con una vida útil prolongada ».