Los primeros capítulos del desarrollo: embrioides y blastoides en acción

¿Has pensado cómo se podría estudiar el desarrollo embrionario sin usar embriones? ¿Podrían los organoides recrear este proceso? Y si pudieran... ¿podríamos llegar a estar creando un ser humano de cero en el laboratorio?

La semana pasada os hablamos de los organoides, y las posibilidades parecían infinitas: organoides cerebrales, cardíacos, intestinales, pulmonares, renales… cada uno abría una nueva puerta para entender cómo funcionan nuestros órganos y cómo se desarrollan las enfermedades. Pero si aquello os pareció sacado de una novela de Mary Shelley, lo de hoy os parecerá el guión de un nuevo capítulo de Black Mirror.

Aunque pueda parecer ciencia ficción, ya es posible replicar en el laboratorio las primeras etapas del desarrollo embrionario humano, sin óvulos ni espermatozoides¹.

Figura 1. Etapas del desarrollo embrionario humano. 

A partir de cultivos de células madre pluripotentes humanas (hPSC), se ha conseguido inducir la autoorganización tridimensional de agregados celulares que reproducen, de manera controlada, algunos de los procesos que tienen lugar durante el desarrollo embrionario temprano². Estas estructuras, denominadas blastoides y embrioides, aunque no sean verdaderos embriones ni tengan el potencial para desarrollarse por completo, reflejan la organización celular y los programas génicos que caracterizan las primeras etapas tras la fecundación.

Figura 2. Generación de blastoides humanos a partir de células madre pluripotentes (hPSCs). 

En los blastoides humanos, por ejemplo, se han observado compartimentos equivalentes al epiblasto —que dará lugar al embrión—, al trofodermo —predecesor de la placenta— y al endodermo primitivo, con perfiles de expresión génica muy similares a los del blastocisto humano³. Por su parte, los embrioides permiten avanzar aún más en el estudio del desarrollo post‑blastocisto: reproducen procesos de gastrulación y la formación de las tres capas germinales —ectodermo, mesodermo y endodermo—, fundamentales para la generación de todos los tejidos del cuerpo humano4-5.

Nuestra comprensión de las etapas iniciales del desarrollo embrionario humano, antes de que surgieran los embrioides y blastoides, se basaba principalmente en estudios con embriones donados no viables, observaciones de blastocistos en tratamientos de fecundación in vitro y extrapolaciones a partir de modelos animales. Aunque estas aproximaciones permitieron entender cómo se formaban las capas celulares y se iniciaban los programas génicos del embrión, el estudio de las etapas del desarrollo embrionario se complica debido a restricciones éticas como la  regla de los 14 días ⁶, que impide conservar embriones humanos en cultivo más allá de la formación de la línea primitiva.

Así, la capacidad de los blastoides y embrioides para simular eventos tempranos en el embrión abre la puerta a investigaciones que de otra forma serían muy difíciles o, al menos éticamente cuestionables⁷. A continuación, os contaremos algunas de las aplicaciones que tienen estos modelos.

 

Fallos tempranos del desarrollo e infertilidad

Los blastoides ofrecen un modelo muy útil para estudiar la implantación, proceso en el que el embrión se adhiere al endometrio³. Permiten simular de forma controlada la adhesión y comunicación inicial entre las células del trofoectodermo y el revestimiento uterino.

Figura 3. Esquema del modelo experimental de implantación in vitro. A partir de organoides endometriales humanos, se genera una capa endometrial expuesta (“open-face”). Los blastoides se colocan sobre la capa endometrial para simular las primeras etapas del proceso de implantación en un entorno controlado de cultivo (medio IVC).

 

Así, gracias a estos sistemas, se puede analizar cómo el trofoectodermo responde al contacto con células endometriales y qué factores hormonales o genéticos podrían contribuir a fallos de implantación o infertilidad.

Los experimentos suelen incluir co-cultivos de blastoides con organoides endometriales o con assembloids que recrean el tejido uterino, lo que permite medir la adhesión, la liberación de moléculas de señalización y los cambios estructurales en ambos tejidos. Además, se aplican técnicas de transcriptómica unicelular para identificar los genes activados en cada tipo celular⁸ y compararlos con los de embriones humanos naturales, permitiendo detectar alteraciones en los programas moleculares que podrían estar asociadas con abortos tempranos o fallos de implantación.

Por su parte, los embrioides, que modelan fases posteriores al blastocisto, permiten investigar por qué algunos embriones que consiguen implantarse no progresan correctamente. Gracias a su capacidad para generar las tres capas germinales del embrión y simular los primeros eventos de gastrulación, estos modelos ofrecen información sobre cómo alteraciones en la coordinación entre linajes celulares pueden conducir a abortos espontáneos o detenciones muy tempranas del desarrollo⁵.

 

Estudio de la interfaz materno-fetal

Una vez superada la implantación, el próximo reto es la formación de la placenta. Para estudiar este proceso, se han desarrollado modelos en el laboratorio utilizando embrioides con tejido extraembrionario y organoides trofoblásticos. Éstos reproducen características del trofoectodermo y de la interfaz entre la madre y el feto, permitiendo observar la diferenciación hacia distintos tipos de células placentarias, la invasión del tejido materno y la liberación de factores que regulan la angiogénesis y el flujo sanguíneo.

Además, pueden ser utilizados para estudiar complicaciones como la preeclampsia, un trastorno hipertensivo del embarazo caracterizado por hipertensión arterial, asociado a alteraciones en la placenta.

También se están creando micro-modelos mediante bioimpresión 3D para estudiar la placenta. Utilizando bioinks que combinan matriz extracelular y células placentarias y endoteliales, los laboratorios pueden generar estructuras que reproducen la arquitectura de las vellosidades placentarias, permiten perfusión simulada y analizar el paso de nutrientes, hormonas o fármacos a través de la barrera materno-fetal⁹.

Figura 4. Imagen de microscopía de un organoide placentario (mini placenta). Imagen del proyecto “3D-bioprinted mini-placentas”, UTS 2025 

Seguimiento unicelular del desarrollo embrionario

Finalmente, los blastoides y embrioides permiten seguir, célula por célula, cómo se desarrolla el embrión desde sus primeras etapas. Estas estructuras permiten observar en tiempo real cómo una célula madre pluripotente se diferencia en epiblasto o trofoectodermo, qué genes activa, cómo interactúa con sus vecinas y qué ocurre cuando el desarrollo se desvía de lo esperado. Gracias a técnicas como microscopía de alta resolución y análisis de expresión génica unicelular⁸, ahora es posible seguir la progresión del desarrollo desde la masa celular indiferenciada hasta la formación de la línea primitiva y el establecimiento del eje embrionario.

¡Impresionante!, ¿verdad? Pero, los avances científicos siempre deben ir acompañados de una reflexión crítica sobre las cuestiones éticas vinculadas a éstos, sus beneficios y sus riesgos.

En el caso de los blastoides y embrioides, esto implica preguntarnos si es necesario establecer normas específicas para su estudio, teniendo en cuenta que, a pesar de no ser embriones, imitan elementos fundamentales del desarrollo embrionario humano.

Además, cuando los estudios con estos modelos revelan posibles causas genéticas de infertilidad o de detención temprana del desarrollo, surge la cuestión de cómo utilizar esa información de manera responsable: ¿podría orientar tratamientos preventivos o intervenciones médicas, o estaríamos entrando en terrenos éticamente delicados, como la selección de embriones antes de su formación?

Los blastoides y embrioides no solo nos permiten observar el desarrollo embrionario humano desde sus primeras etapas, sino que también nos ofrecen herramientas para intervenir en dicho desarrollo. Esto nos obliga a plantearnos hasta dónde queremos llegar y qué límites éticos estamos dispuestos a establecer.

Os animamos a que compartáis vuestras opiniones y reflexiones en los comentarios sobre las cuestiones planteadas.

¡Eso es todo por esta semana!

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[1] Zernicka-Goetz M, et al. Synthetic human embryo models from pluripotent stem cells. Nat Cell Biol. 2023;25(6):875-885.

[2] Rivron NC, et al. Blastocyst-like structures generated solely from stem cells. Nature. 2018;557:106-111.

[3] Kagawa H, Javali A, Khoei H, et al. Human blastoids model blastocyst development and implantation. Nature. 2022;601:600-605.

[4] Minami I, et al. Human pluripotent stem cell-derived embryoids model post-implantation development. Cell Stem Cell. 2021;28(7):1117-1131.e9.

[5] Tyser RCV, et al. Human embryo-like models recapitulate aspects of gastrulation. Nature. 2021;600(7890):600-605.

[6] Hyun I, et al. Human embryo research and the 14-day rule. Development. 2017;144(11):1923-1927.

[7] Nakamura T, et al. Stem cell-derived embryoids as models for human early development. Development. 2023;150(2):dev201166.

[8] Beccari L, et al. Multi-omics analysis of human embryo-like structures reveals cell-to-cell transitions. Cell. 2025;186(9):2054-2073.

[9] University of Technology Sydney (UTS) Newsroom. 3D-bioprinted mini-placentas could transform pregnancy research. UTS Newsroom. 2025.

Figura 1: Bh A. Desarrollo embrionario | Advanced Fertility Center. Advanced Fertility Center. 2025. 

Disponible en: https://fertilitycentermexico.com/es/blog/desarrollo-embrionario/#:~:text=%C2%BFQu%C3%A9%20es%20y%20por%20qu%C3%A9,forman%20sucesivamente%20distintas%20etapas%20embrionarias.

Figura 2: QuímicaViva - Nuevos abordajes in vitro para el estudio de la implantación embrionaria humana. 

Disponible en: http://www.quimicaviva.qb.fcen.uba.ar/v23n1/E0264.htm

Figura 3: Kagawa H, Javali A, Khoei HH, Sommer TM, Sestini G, Novatchkova M, et al. Human blastoids model blastocyst development and implantation. Nature. 2 de diciembre de 2021;601(7894):600-5. 

Disponible en: https://www.nature.com/articles/s41586-021-04267-8

Figura 4: University of Technology Sydney. 3D bioprinted mini placentas could transform pregnancy research.

Disponible en: https://www.uts.edu.au/news/2025/09/3d-bioprinted-mini-placentas-could-transform-pregnancy-research