Modelos embrionarios basados en células madre: ¿una pieza clave para el estudio de la infertilidad?

Un equipo internacional de expertos en embriología y bioética publica el primer libro blanco para el uso de modelos embrionarios basados en células madre en el ámbito de la biología reproductiva. El documento, coordinado por el investigador de la UPF Alfonso Martínez-Arias, ofrece una visión integrada de la biología del desarrollo, la bioética y la legislación y propone guías para la correcta implementación de estos modelos en la investigación, regulación y desarrollo de tecnologías relacionadas con la reproducción humana. Este texto debe facilitar el uso de modelos para el estudio del desarrollo embrionario más allá de la barrera legal de los 14 días. Una cuestión que, se espera, ayude a entender algunas de las condiciones que provocan infertilidad.

Se estima que una de cada seis personas en edad reproductiva presenta problemas de fertilidad en algún momento de su vida. En el mundo, la infertilidad afecta a 48 millones de parejas. A pesar de que, en los últimos 30 años, las técnicas de reproducción asistida han permitido el nacimiento de más de 10 millones de bebés en todo el mundo, aún queda mucho por entender sobre por qué, en humanos, solo uno de cada tres óvulos fecundados progresa más allá de la tercera semana de desarrollo.

“Conocemos muy bien lo que ocurre durante los primeros 7 días del desarrollo en un embrión;, conocemos bastante menos sobre lo que pasa durante la siguiente semana en la que el embrión se implanta en el útero y, por cuestiones éticas y legales, no podemos ir más allá”. En particular, explorar la tercera semana es crucial en nuestro estudio, explica Alfonso Martínez-Arias, investigador ICREA, profesor emérito de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona y líder del proyecto. “Esta limitación impide ver cómo, al final de la tercera semana, el embrión se ha replegado, está organizado y tiene la génesis de todos los órganos”. Según Martínez-Arias, durante este proceso, conocido como gastrulación, “se originan muchos de los trastornos cardiovasculares, metabólicos o incluso malformaciones en las extremidades que se detectan después de nacer”.

Un modelo para el estudio de los primeros estadios del desarrollo humano

La denominada ‘regla de los 14 días’ prohíbe el cultivo en el laboratorio de embriones humanos más allá de este plazo. Además, los embriones usados para la investigación son embriones sobrantes, donados a través de clínicas de reproducción asistida. Un suministro limitado, sujeto a restricciones éticas que no permite investigar la gastrulación.

Los modelos embrionarios basados en células madre, es decir, copias de los embriones generadas en el laboratorio a partir de células que pueden convertirse en cualquier célula del organismo, suponen, en cambio, una buena alternativa. A pesar de que en humanos aún no se ha conseguido ir más allá de las primeras fases de la gastrulación, en monos ya pueden utilizarse para imitarla.

Para dar respuesta a las preguntas biológicas, éticas y legales que conlleva el uso de estos modelos en la investigación, regulación y desarrollo de tecnologías relacionadas con la reproducción humana, se ha publicado un libro blanco en Human Reproduction. Coordinado por el biólogo Alfonso Martínez-Arias, el trabajo incluye la opinión de expertos de distintos ámbitos que debatieron durante un encuentro en el Instituto Pasteur de París, en noviembre de 2024, los requisitos para el correcto uso de estos modelos.

“Si queremos que los modelos embrionarios basados en células madre sean útiles para la investigación y el tratamiento de la infertilidad, debemos tener modelos confiables, reproducibles y con un marco legal que nos permita utilizarlos”, comenta el experto en desarrollo.

En el documento, los expertos abogan por la necesidad de la estandarización de los modelos, al máximo nivel, para que se puedan usar para la práctica clínica y el desarrollo de dispositivos que puedan mejorar las técnicas de reproducción asistida. “La disparidad de metodologías y líneas celulares que se usan para crear los modelos hacen que los resultados aún no sean comparables a los embriones humanos”. Aun así, los expertos esperan poder romper esta barrera en un futuro no muy lejano.

Según los expertos, a día de hoy, embriones y modelos no deberían estar sometidos a las mismas regulaciones. “Estamos de acuerdo en que un embrión no debe cultivarse más allá de 14 días, pero es importante explicar el valor de los modelos de células madre como un recurso extraordinario para entender este periodo, que es el origen de muchas enfermedades humanas, como sustituto de los embriones”, añade Martínez-Arias.

"Estamos de acuerdo en que un embrión no debe cultivarse más allá de 14 días, pero es importante explicar el valor de los modelos de células madre como un recurso extraordinario para entender este periodo"; Alfonso Martínez-Arias.

Precisamente porque no es lo mismo, el libro blanco deja claras las líneas rojas: los modelos nunca deberán transferirse al útero de ningún animal o humano y deben cultivarse solo para el tiempo necesario para cada estudio. Unos límites que, sugieren, deben estar siempre supervisados por comités de ética y se deben comunicar con responsabilidad y transparencia.

Imagen: Figura extraida del estudio 'Biomedical and societal impacts of in vitro embryo models of mammalian development'. doi: 10.1016/j.stemcr.2021.03.023. CC BY-NC-ND 4.0

Sobre el artículo: Arias AM, Rivron N, Tajbakhsh S, Johnston J, Alev C, Bally-Cuif L, et al. Human stem cell-based embryo models: innovation, ethics, and policy. Human Reproduction. 2026 Mar 24; doi: 10.1093/humrep/deag035