Durante los nueve meses de embarazo, se forma un puente temporal y vital entre dos seres humanos. Esta interfaz materno-fetal, que se forma aproximadamente una semana después de la fecundación, favorece el crecimiento del feto y, al mismo tiempo, mantiene la salud de la madre.
Ahora, los científicos han cartografiado esta frontera microscópica con un detalle sin precedentes. Su objetivo es descubrir los desencadenantes biológicos exactos que provocan algunas de las complicaciones más devastadoras del embarazo.
Investigadores de la Universidad de California en San Francisco (UCSF) publicaron un atlas celular exhaustivo de la placenta y el útero humanos. Analizaron cerca de 1,2 millones de células desde el inicio del embarazo hasta el parto. Al estudiar el crecimiento de estos tejidos, el equipo descubrió un nuevo tipo de célula materna, descifró la mecánica del suministro de sangre al feto e identificó las células exactas responsables de la preeclampsia, el parto prematuro y el aborto espontáneo.
“Este trabajo nos ofrece una visión mucho más clara de esta región crítica que nunca antes”, afirmó Jingjing Li, profesora asociada del Departamento de Neurología de la UCSF.
Una perspectiva que abarca todo el embarazo
Antes de este nuevo estudio, otros grupos de investigación habían cartografiado la placenta y el útero. Sin embargo, esos trabajos anteriores solo abarcaron etapas específicas del embarazo. Por lo tanto, cada investigación solo pudo ofrecer fragmentos, en lugar de una visión completa.
“La mayor diferencia es que estamos analizando todo el curso temporal”, dijo Jingjing Li a Live Science.
El nuevo atlas incorpora datos de tejidos recolectados entre las semanas 5 y 39 de gestación. El equipo logró esta visión integral analizando aproximadamente 1,2 millones de células placentarias y uterinas.
En concreto, analizaron 200.000 células aisladas para determinar su identidad. Posteriormente, examinaron casi un millón de células incrustadas en sus ubicaciones originales dentro del tejido.
Observar células aisladas ayuda a identificar su tipo, pero carece del contexto de “dónde se ubican estas células dentro del tejido, a qué células están cerca y cómo interactúan entre sí”, explicaron a Live Science Roser Vento-Tormo, jefa de grupo en genómica celular del Instituto Wellcome Sanger, y la investigadora postdoctoral Ana Paredes.
Al combinar estas técnicas, los científicos pudieron observar con precisión cómo se activan los genes, cómo interactúan las proteínas y cómo se empaqueta el ADN a medida que avanza el embarazo.
“Al examinar este tejido célula por célula a lo largo del embarazo, podemos empezar a comprender tanto el desarrollo normal como lo que puede salir mal”, dijo Susan J. Fisher, profesora de Obstetricia, Ginecología y Ciencias Reproductivas en la UCSF.
El reductor de velocidad biológico
Mientras trazaban este nuevo mapa, los científicos se toparon con una sorpresa. Descubrieron un subtipo de célula materna que nadie había descrito antes.
Estas células no existen en el útero fuera del embarazo. En cambio, se multiplican repentinamente al comienzo de la gestación, a medida que el revestimiento uterino se transforma para albergar al embrión.
“Fue un momento emocionante durante el estudio”, dijo Jingjing Li. “Preguntamos a varias personas, pero nadie sabe qué son”.
Los investigadores encontraron estas células maternas ubicadas exactamente donde las células placentarias fetales ingresan por primera vez al útero. Los lectores podrían preguntarse: ¿cómo saben las células fetales cuándo dejar de penetrar en el tejido materno?
Resulta que este tipo de célula recién descubierto actúa como un regulador biológico. Al enviar señales específicas, la célula actúa como una especie de freno para evitar que las células fetales avancen demasiado rápido y profundamente en el tejido materno, según Li.
“Se encuentra en la primera línea de la interfaz materno-fetal”, declaró Cheng Wang, primer autor del estudio, a Live Science.
Eso no es todo. Los investigadores descubrieron que estas células, que actúan como barreras para la placenta, poseen un receptor de cannabinoides. Al exponerlas a moléculas de cannabinoides en el laboratorio, las células restringieron aún más la invasión placentaria. Esto podría significar que consumir cannabis durante el embarazo podría ser muy perjudicial para el bebé.
“Los estudios poblacionales han relacionado el consumo de cannabis durante el embarazo con peores resultados”, dijo Wang. “Este tipo de célula podría ayudar a explicar la base biológica de esa asociación”.
Si bien esta sensibilidad a los cannabinoides puede no explicar todos los riesgos que plantea el consumo de cannabis durante el embarazo, proporciona una nueva pista fundamental para comprender la deficiente oxigenación del feto y el bajo peso al nacer.
El arte de una invasión precisa
Al inicio del embarazo, ciertas células fetales deben invadir el útero y remodelar las arterias principales de la madre. Es un proceso altamente invasivo que literalmente transforma el cuerpo materno. Sin embargo, esta invasión es necesaria, ya que garantiza que la placenta reciba suficiente sangre a alta velocidad para nutrir al bebé en desarrollo. El nuevo artículo de Nature revela los sorprendentes mecanismos de este proceso.
Las células de los vasos sanguíneos maternos experimentan literalmente una muerte programada —un suicidio celular conocido como apoptosis— para dejar paso a las células fetales que avanzan. Mediante el aprendizaje automático, los investigadores incluso crearon un modelo que predijo con éxito la profundidad con la que una célula fetal determinada invadiría el útero basándose exclusivamente en su actividad genética.
“Para que el embarazo sea saludable, esta invasión debe controlarse con mucha precisión”, afirmaron Roser Vento-Tormo y Ana Paredes.
Y cuando esta invasión sale mal, suele sobrevenir la tragedia. Si las células fetales no penetran lo suficientemente profundo, o si penetran demasiado, la madre y el niño corren graves riesgos.
Los planos genéticos del aborto espontáneo
Con el mapa genético completo en mano, los investigadores se propusieron comprender el origen de las complicaciones del embarazo. Integraron datos genéticos de más de 10.000 pacientes.
Desde hace tiempo, numerosos estudios médicos saben que ciertas variantes genéticas aumentan el riesgo de padecer afecciones como la preeclampsia, un trastorno potencialmente mortal caracterizado por una hipertensión arterial repentina. Sin embargo, los científicos desconocían la ubicación exacta en el organismo donde estos genes de riesgo causaban el daño.
Al superponer las señales de riesgo genético sobre su nuevo atlas celular, el equipo encontró las respuestas. Descubrieron que el riesgo de preeclampsia se concentra principalmente en las células fetales que intentan invadir a la madre y en las células maternas que recubren los vasos sanguíneos.
Esto sugiere firmemente que la preeclampsia se debe fundamentalmente a una comunicación interrumpida. Las células maternas y fetales no logran coordinar la remodelación vital de las arterias de la madre.
Los investigadores realizaron el mismo análisis para el parto prematuro espontáneo y el aborto espontáneo. Identificaron que el riesgo genético de ambas afecciones se debía a una población muy específica de células del revestimiento endometrial en etapa temprana en la madre.
“Esto nos ayudará a saber qué células son las responsables de esas complicaciones”, dijo Jingjing Li.
La próxima frontera
Este atlas monumental proporciona por fin a los científicos una base para un embarazo saludable. Los investigadores ahora planean comparar este grupo de referencia saludable con embarazos afectados por diversas enfermedades. Su objetivo es encontrar nuevos tratamientos que puedan atacar las alteraciones específicas en la comunicación celular que causan la preeclampsia y el aborto espontáneo.
“Si incluimos más células, más muestras, se podrían realizar muchos descubrimientos nuevos e interesantes”, concluyó Jingjing Li. “Así que este es realmente un punto de partida”.
Los hallazgos fueron publicados en la revista Nature.
Fuente: ZME Science.