El Cultivo Embrionario en la Fecundación In Vitro (FIV)
En los procesos de fecundación in vitro (FIV), los embriones humanos se desarrollan durante los primeros días de vida fuera del cuerpo materno, en incubadoras específicas. Para ello, es fundamental que las condiciones de temperatura y pH sean óptimas, y que los embriones dispongan de todos los compuestos necesarios para su alimentación, cubriendo así sus requerimientos energéticos.
El cultivo embrionario es una de las fases más importantes de los tratamientos de FIV. Los embriones son cultivados en el laboratorio de FIV y las condiciones de este influyen directamente en la calidad de los óvulos y los embriones. El tiempo que permanecen los embriones en cultivo puede variar, pero lo habitual son 5 días.
Evolución de los Medios de Cultivo Embrionario
Los primeros medios de cultivo se emplearon de manera experimental en embriones de ratón a mediados del siglo pasado. Estos eran medios acuosos simples, definidos químicamente, lo que permitía su reproducción y fabricación en cualquier laboratorio. No fue hasta 1984 cuando Yves Menezo diseñó un medio específico para embriones humanos, conocido como el medio B2.
Multitud de estudios llevados a cabo en animales de experimentación culminaron en 1997 con el desarrollo de medios secuenciales. Hoy en día, se utilizan los llamados medios únicos, que presentan una composición compleja.
Estrategias en la Formulación de Medios de Cultivo
En la actualidad, la composición de estos medios se engloba dentro de dos grandes estrategias:
- "De vuelta a la naturaleza" (Back to Nature): Intenta imitar la composición del ambiente natural de las trompas uterinas y el útero. Requiere cultivar en un primer medio (desde ovocito hasta las primeras divisiones del embrión, día 3 de desarrollo) y luego cambiar de medio para alcanzar el desarrollo a blastocisto.
- "Dejar que el embrión elija" (Let the Embryo Choose): Estos medios poseen concentraciones adecuadas de distintos constituyentes que pueden sostener el cultivo del embrión hasta el estadio de blastocisto sin la necesidad de cambiar el medio en día 3. Existen reportes que sostienen que los medios de un solo paso protegen más el desarrollo embrionario. Según el Dr. Yosu Franco, "el uso de un medio de cultivo continuo puede ayudarnos a minimizar el estrés inducido por el medio ambiente. Con estos medios manipulamos menos a los embriones y hay menos exposición a cambios en las condiciones ambientales."
Los medios únicos ofrecen una gran ventaja: el embrión puede permanecer de forma continua en la incubadora, sin ser expuesto a cambios de temperatura, luz o ambiente externo. Además, permiten que el embrión «escoja» los nutrientes que necesita en cada etapa de su desarrollo, sin necesidad de cambiarlo de medio en distintos momentos.
Composición de los Medios de Cultivo Modernos
Los medios de cultivo son líquidos especiales donde se desarrollan los embriones en el laboratorio. Incluyen sustancias que se encuentran de forma natural en el cuerpo (como las presentes en el útero o las trompas de Falopio) y compuestos químicos especiales que, aunque no existen de manera natural, ayudan a crear un ambiente ideal para el desarrollo embrionario. Los medios de cultivo actuales son muy avanzados y contienen más de 12 componentes distintos (medios complejos).
Fuentes de Energía y Nutrientes Esenciales
Además del piruvato, el lactato y la glucosa como principales fuentes de energía, la introducción de aminoácidos (esenciales y no esenciales) fue clave para el bienestar y desarrollo óptimo de los embriones, debido a sus múltiples funciones en el medio de cultivo. Aunque estos componentes cubren las necesidades nutricionales, también es habitual la adición de vitaminas (por ejemplo, C, E, B2, B5 o B6), que intervienen por su función antioxidante, evitando o disminuyendo la producción de radicales libres.
Finalmente, es crucial que los medios de cultivo sigan controles exhaustivos de calidad durante su fabricación. Son obligatorios los test con endotoxinas, las medidas de osmolaridad, los ensayos previos empleando embriones de ratón (mouse embryo assay, MEA) y el certificado final de esterilidad.
Etapas del Desarrollo Embrionario y la Formación del Blastocisto
El cultivo en el laboratorio de fecundación in vitro comienza después de la punción folicular para obtener los óvulos. El día de la punción se considera el Día 0 del desarrollo embrionario, ya que es cuando ocurre la fecundación (unión del óvulo y del espermatozoide).
Fecundación in vitro (FIV) - Proceso paso a paso
Los embriólogos evalúan los siguientes estadios para seleccionar el embrión con más probabilidades de implantar:
- Día 1 (Cigoto): 16-18 horas después de la fecundación, se valora si esta ha ocurrido correctamente. Las necesidades metabólicas son muy parecidas a las de los ovocitos.
- Día 2 (Embriones de 2-4 Células): Los embriones han realizado las primeras divisiones, formando 2-4 blastómeras.
- Día 3 (Embriones de 6-8 Células): Los embriones tienen unas 6-8 blastómeras. El embrión empieza a expresar sus propios genes, por lo que sus necesidades energéticas cambian gradualmente.
- Día 4 (Mórula): El embrión se encuentra en estadio de mórula y se compacta.
- Días 5 y 6 (Blastocisto): El embrión alcanza el estadio de blastocisto. Los embriones que llegan a esta etapa con buenas características morfológicas tienen altas probabilidades de implantar.
Existen varios motivos por los que los embriones pueden detenerse en cualquier punto de su desarrollo, siendo lo más habitual que se bloquee debido a alguna anomalía genética. El término euploidía se utiliza para referirnos a la condición de un individuo que tiene el número normal de cromosomas para su especie.
El Metabolismo de la Glucosa en el Desarrollo del Blastocisto
El piruvato, el lactato y la glucosa son las principales fuentes de energía para los ovocitos y los embriones en cultivo. Los embriones incrementan su consumo de glucosa a partir del día 3 de cultivo, y este consumo aumenta a medida que el embrión avanza a la etapa de blastocisto.
Por cada molécula de glucosa utilizada, el embrión produce dos moléculas de lactato que pasan al medio de cultivo. Estudios recientes han demostrado que el cultivo de los embriones en medio de un solo paso con bajas concentraciones de lactato beneficia el desarrollo de los blastocistos e incrementa el porcentaje de blastocistos de buena calidad. Un exceso de lactato en el medio de cultivo puede generar estrés en el embrión y afectar su normal desarrollo.
Condiciones Óptimas para el Cultivo de Blastocistos
Los óvulos y embriones deben mantenerse en un ambiente lo más estable posible, dentro de incubadoras, para que las condiciones de cultivo no se alteren. Se controlan aspectos cruciales como:
- Temperatura
- Concentración de dióxido de carbono y de oxígeno
- Humedad
Además, los laboratorios de reproducción asistida deben tener condiciones muy controladas, regulando factores como la pureza del aire (con muy pocas partículas en suspensión), la luz, la temperatura y los gases presentes en un determinado porcentaje.
Aunque existen variaciones en las características del cultivo embrionario entre diferentes clínicas o incluso entre pacientes, las condiciones de cultivo embrionario deben estar perfectamente reguladas, ya que cualquier alteración puede afectar al desarrollo embrionario y comprometer las probabilidades de éxito del tratamiento de fertilidad.
Cultivo Corto vs. Cultivo Largo
Dependiendo de la duración del cultivo, se distingue entre:
- Cultivo corto: Hasta el día 2 o 3 de desarrollo embrionario.
- Cultivo largo: Hasta el estadio de blastocisto (Día 5 o 6). Este puede utilizar el mismo tipo de medio durante todo el desarrollo (medio único) o varios diferentes (medio secuencial).
La elección entre un tipo de cultivo u otro depende de factores como la cantidad de óvulos obtenidos, la calidad de los embriones en día 3 o la necesidad de realizar un diagnóstico genético preimplantacional (DGP).
Si fuese posible, lo ideal sería realizar siempre el cultivo largo, ya que a lo largo de 5-6 días de cultivo se valoran todos los eventos embrionarios (divisiones, compactación, blastulación), lo que permite una mejor selección embrionaria y se traduce en una mayor tasa de implantación y embarazo. Los embriones de buena calidad que cumplen correctamente con los tiempos de división celular y mantienen una morfología perfecta en su desarrollo temprano, tienen más probabilidades de llegar a blastocisto.
La Importancia de Transferir Embriones en Estadio de Blastocisto
Aunque en día 2 o 3 de desarrollo es posible conseguir embarazo transfiriendo embriones, los embriones a medida que evolucionan tienen mayores probabilidades de éxito, siendo lo óptimo transferir embriones en fase de blastocisto. Transferir embriones más evolucionados tiene varias ventajas:
- Es lo más fisiológico, ya que en un embarazo natural el embrión llega hasta el útero cuando está en fase de blasto.
- Permite una selección natural de los embriones que se van perdiendo a lo largo del ciclo, identificando los de mayor viabilidad.
En los últimos años, ha habido una mejora muy importante en la valoración embrionaria gracias a la aplicación de la tecnología time-lapse en el cultivo, que permite visualizar el desarrollo embrionario continuamente y sin alterar las condiciones de cultivo, proporcionando mucha información nueva para una selección aún mejor.
Factores Externos y su Impacto en la Calidad Embrionaria y la Fertilidad
El consumo de azúcar y edulcorantes artificiales tiene un efecto negativo en los tratamientos de fertilidad y de fecundación asistida, según estudios recientes. Factores ambientales, hábitos de vida como fumar, consumir alcohol o drogas, y la dieta tienen un impacto evidente en la fertilidad de mujeres y hombres.
La diabetes, una enfermedad crónica caracterizada por niveles elevados de glucosa en sangre, puede influir en la fertilidad y en el desarrollo del embarazo. Aunque no es directamente una causa de infertilidad, sí puede afectar ciertos aspectos relacionados con la concepción:
- En mujeres: Niveles elevados de glucosa pueden alterar el equilibrio hormonal necesario para la ovulación, dificultando el embarazo. La calidad de los óvulos también puede verse comprometida.
- En hombres: La diabetes puede impactar en la calidad del esperma, reduciendo la movilidad y la morfología de los espermatozoides.
Controlar la diabetes antes y durante el embarazo es esencial para minimizar riesgos. Si se necesita acudir a tratamientos de reproducción asistida, tener la diabetes controlada es un paso previo fundamental, ya que esta enfermedad puede influir en la calidad embrionaria, la tasa de implantación y la respuesta a la estimulación ovárica.
Es clave que las pacientes diabéticas revisen su plan de manejo de la diabetes con su endocrino antes de buscar un embarazo, mantengan una dieta equilibrada, realicen actividad física, eviten hábitos nocivos y sigan un control médico regular, incluyendo análisis de hemoglobina glucosilada (HbA1c).
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