En biología, un blastómero es un tipo de célula producida por la división celular (escisión) del cigoto después de la fertilización ; los blastómeros son una parte esencial de la formación de la blástula y la formación del blastocisto en los mamíferos . [1]
En los seres humanos, la formación de blastómeros comienza inmediatamente después de la fertilización y continúa durante la primera semana de desarrollo embrionario . Aproximadamente 90 minutos después de la fertilización, el cigoto se divide en dos células. El estado de blastómero de dos células, presente después de la primera división del cigoto, se considera el producto mitótico más temprano del ovocito fertilizado . [2] Estas divisiones mitóticas continúan y dan como resultado una agrupación de células llamadas blastómeros. Durante este proceso, el tamaño total del embrión no aumenta, por lo que cada división da como resultado células cada vez más pequeñas. Cuando el cigoto contiene de 16 a 32 blastómeros, se lo denomina mórula . Estas son las etapas preliminares en el embrión que comienza a formarse. Una vez que esto comienza, los microtúbulos dentro del material citosólico de la mórula en las células del blastómero pueden convertirse en importantes funciones de membrana, como las bombas de sodio . Estas bombas permiten que el interior del embrión se llene de líquido blastocélico , que respalda el crecimiento posterior de la vida. [3]
El blastómero se considera totipotente , es decir, los blastómeros son capaces de desarrollarse a partir de una sola célula hasta convertirse en un organismo adulto completamente fértil. Esto se ha demostrado a través de estudios y conjeturas realizadas con blastómeros de ratón, que se han aceptado como ciertas también para la mayoría de los blastómeros de mamíferos. Los estudios han analizado blastómeros gemelos monocigóticos de ratón en su estado de dos células y han descubierto que cuando uno de los blastómeros gemelos se destruye, un ratón adulto completamente fértil aún puede desarrollarse. Por lo tanto, se puede suponer que, dado que una de las células gemelas era totipotente, la destruida originalmente también lo era. [4]
El tamaño relativo de los blastómeros dentro del embrión depende no sólo de la etapa de la división, sino también de la regularidad de la división entre las células. Si el número de blastómeros en la masa celular es par, entonces los tamaños de las células deberían ser congruentes. Sin embargo, si el número de blastómeros en la masa celular no es par, entonces la división debería ser asincrónica de modo que los tamaños de las células respalden mejor la etapa específica de diferenciación de la masa. El tamaño de los blastómeros se considera típicamente desigual cuando un blastómero tiene un diámetro más del 25% mayor que el del otro que se está comparando. [5]
La división de los blastómeros del cigoto permite que una única célula fértil continúe dividiéndose y diferenciándose hasta que se forme un blastocisto . La diferenciación del blastómero permite el desarrollo de dos poblaciones celulares distintas: la masa celular interna , que se convierte en la precursora del embrión , y el trofectodermo , que se convierte en el precursor de la placenta . Estos precursores suelen aparecer cuando el blastómero se diferencia en las masas de 8 y 16 células. [6]
Durante el periodo de diferenciación de 8 células, los blastómeros forman uniones adherentes , y posteriormente se polarizan a lo largo del eje apical-basal. Esta polarización cambia permanentemente la morfología de estas células, y comienza el proceso de diferenciación. [6] Después de esto, la masa de blastómeros de 8 células comienza a compactarse formando uniones estrechas entre sí, y los componentes citosólicos de la célula se acumulan en la región apical mientras que el núcleo de cada célula se mueve a la región basal. Luego se forma la unión lateral adhesiva, y el blastómero se aplana para establecer el dominio cortical apical. Una vez que comienza la transición a una masa de 16 células, el dominio cortical apical desaparece, pero se conservan elementos de polaridad. Esto permite que aproximadamente la mitad de los blastómeros hereden regiones polares que pueden reconstruir el dominio cortical apical. Los otros blastómeros que se diferencian, entonces, se volverán apolares. Las células blastómeras polares que se diferencian se moverán a una posición externa en el blastocisto en desarrollo y mostrarán precursores para el trofectodermo , mientras que las células apolares se moverán a una posición interna y comenzarán a desarrollarse en el embrión. [7] Las células luego se comprometerán completamente con sus estados individuales en uno de estos dos dominios en la etapa de 32 células. [7]
Existen dos modelos principales de diferenciación que determinan qué células blastómeras se dividirán en la masa celular interna o en el trofectodermo . La primera conjetura se conoce como el "modelo de adentro hacia afuera", y establece que las células se diferencian en función de su estado en la etapa de 16 células o posterior. Esto significa que, según este modelo, las células blastómeras no se diferencian en función de las diferencias celulares, sino que lo hacen debido a estímulos mecánicos y químicos en función de dónde se encuentran en ese momento. [8]
El otro modelo, más ampliamente aceptado, se conoce como el "modelo de polaridad celular". Este modelo establece que la orientación del plano de división en las etapas de 8 y 16 células determina su diferenciación posterior. [9] Hay dos formas principales en las que los blastómeros se dividen típicamente: simétricamente, es decir, perpendicularmente al eje apical-basal, o asimétricamente, es decir, horizontalmente al eje apical-basal. Muchas hipótesis y conjeturas potenciales intentan explicar por qué estas células se orientan de la manera en que lo hacen. Algunos investigadores han afirmado que los blastómeros en división temprana tienden a dividirse asimétricamente, [10] mientras que otros han propuesto que la orientación de los blastómeros en la etapa de 8 células es aleatoria y no se puede predecir a mayor escala. [11] Un estudio en particular afirma que la posición del núcleo en cada blastómero puede utilizarse para indicar cómo se dividirá la célula: si el núcleo está en la región apical, entonces la célula probablemente se dividirá simétricamente, mientras que si el núcleo está ubicado en la región basal, entonces la célula probablemente se dividirá asimétricamente. [12]
Es posible que se produzcan errores durante este proceso de división celular repetitiva. Uno de estos errores es que el material genético no se divida de forma uniforme. Normalmente, cuando una célula se divide, cada célula hija tiene el mismo material genético que la célula madre; si el material genético no se divide de forma uniforme entre las dos células hijas, se produce un fenómeno denominado " no disyunción ". Dado que este fenómeno se produce sólo en una de las varias células que existen en este punto, el embrión seguirá desarrollándose, pero tendrá algunas células normales y otras anormales. Este trastorno se denomina " mosaicismo numérico ". [13]
Este mosaicismo, especialmente de diploidía y poliploidía , puede conducir al fracaso de la división celular y la mitosis. Cuando estas divisiones celulares tempranas necesarias no ocurren, el embrión puede comenzar a formar células cancerosas gigantes poliploides que funcionan de manera muy similar a las células blastómeras para crecer y evolucionar en respuesta a señales mecánicas y químicas, tal como lo hacen los precursores del blastocisto. Los estudios han demostrado que estas células cancerosas gigantes a menudo también son el equivalente genético de los blastómeros somáticos. [14]
A menudo, los médicos e investigadores utilizan biopsias de blastómeros en mujeres embarazadas en riesgo como una forma de detectar trastornos genéticos. Sin embargo, estas biopsias son invasivas y tienen una desventaja importante en comparación con otras formas de pruebas genéticas invasivas , ya que solo se pueden extraer unas pocas células a la vez. Con el tiempo, muchos especialistas han cambiado a biopsias de blastocisto , que proporcionan un nivel menor de mosaicismo , pero las biopsias de blastómeros aún se pueden utilizar para estudios en etapas más tempranas y diagnósticos genéticos. [15]