En biología, una blastómera es un tipo de célula producida por la división celular (escisión) del cigoto después de la fecundación ; Los blastómeros son una parte esencial de la formación de blástulas y de la formación de blastocistos 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 que el cigoto se divide por primera vez, 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 le denomina mórula . Estas son las etapas preliminares en las que el embrión comienza a formarse. Una vez que esto comienza, los microtúbulos dentro del material citosólico de la mórula en las células blastómeras pueden desarrollar funciones de membrana importantes, como bombas de sodio . Estas bombas permiten que el interior del embrión se llene de líquido blastocélico , que favorece el crecimiento de la vida. [3]
El blastómero se considera totipotente ; es decir, los blastómeros son capaces de desarrollarse desde una sola célula hasta convertirse en un organismo adulto completamente fértil. Esto se ha demostrado a través de estudios y conjeturas hechas con blastómeros de ratón, que se han aceptado como ciertas también para la mayoría de los blastómeros de mamíferos. Los estudios han analizado los blastómeros gemelos monocigóticos de ratones en su estado de dos células y han descubierto que cuando uno de los blastómeros gemelos se destruye, aún puede desarrollarse un ratón adulto completamente fértil. 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 la blastómera dentro del embrión depende no sólo de la etapa de escisión, sino también de la regularidad de la escisión 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 debe ser asincrónica de modo que los tamaños de las células soporten mejor la etapa específica de diferenciación de la masa. El tamaño del blastómero generalmente se considera desigual cuando un blastómero tiene un diámetro un 25 % mayor que el del otro que se está comparando. [5]
La división de los blastómeros del cigoto permite que una sola célula fértil continúe escindiéndose y diferenciándose hasta que se forma un blastocisto . La diferenciación del blastómero permite el desarrollo de dos poblaciones celulares distintas: la masa celular interna , que se convierte en precursora del embrión , y el trofectodermo , que se convierte en precursor de la placenta . Estos precursores suelen aparecer cuando el blastómero se diferencia en 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 e inicia el proceso de diferenciación. [6] Después de esto, la masa blastómera 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 el núcleo de cada célula se mueve hacia la región basal. Luego se forma la unión lateral adhesiva y se aplana la blastómera 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 demás blastómeros que se diferencian, entonces, se volverán apolares. Las células del blastómero polar que se diferencian se moverán a una posición externa en el blastocisto en desarrollo y mostrarán precursores del trofectodermo , mientras que las células apolares se moverán a una posición interna y comenzarán a desarrollarse hasta convertirse 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]
Hay 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 "modelo interior-exterior" y establece que las células se diferencian según su estado en la etapa de 16 células o posterior. Esto significa que, bajo este modelo, las células blastómeras no se diferencian en función de diferencias celulares, sino que lo hacen debido a estímulos mecánicos y químicos basados en su posición en ese momento. [8]
El otro modelo, más ampliamente aceptado, se conoce como "modelo de polaridad celular". Este modelo establece que la orientación del plano de escisión en las etapas de 8 y 16 células determina su diferenciación posterior. [9] Hay dos formas principales en las que los blastómeros suelen dividirse: simétricamente, es decir, perpendicular al eje apical-basal, o asimétricamente, es decir, horizontal al eje apical-basal. Hay muchas posibles hipótesis y conjeturas que intentan explicar por qué estas células se orientan como lo hacen. Algunos investigadores han declarado que los blastómeros que se dividen tempranamente tienden a dividirse asimétricamente, [10] mientras que otros han propuesto que la orientación de los blastómeros en 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 se puede utilizar 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, es probable que la célula se divida asimétricamente. [12]
Es posible que se produzcan errores durante este proceso de división celular repetitiva. Uno de los errores más comunes es que el material genético no se divida de manera equitativa. 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 uniformemente entre las dos células hijas, se produce un evento llamado " no disyunción ". Dado que este evento ocurre sólo en una de las varias células que existen en este punto, el embrión continuará desarrollándose pero tendrá algunas células normales y algunas células anormales. Este trastorno se denomina " mosaicismo numérico ". [13]
Este mosaicismo, especialmente de diploidía y poliploidía , puede provocar el fracaso de la escisión celular y la mitosis. Cuando no se producen estas divisiones celulares tempranas necesarias, 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 de blastocistos. Los estudios han demostrado que estas células cancerosas gigantes suelen ser también el equivalente genético de los blastómeros somáticos. [14]
A menudo, los médicos y los 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 gran desventaja 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 pasado a las biopsias de blastocistos , que proporcionan un nivel más bajo de mosaicismo , pero las biopsias de blastómeros aún se pueden utilizar para estudios en etapas más tempranas y diagnósticos genéticos. [15]