En el ámbito de la reproducción asistida, el estudio y manipulación de embriones es un campo de constante evolución. La comprensión de los factores que influyen en el desarrollo embrionario, las técnicas de cultivo y selección, así como las opciones de preservación de la fertilidad, son cruciales para el éxito de los tratamientos. A pesar de los importantes avances en los tratamientos de reproducción asistida, entre un 10 y un 15 % de los embriones obtenidos mediante fecundación in vitro (FIV) detienen su desarrollo y no continúan dividiéndose, un fenómeno conocido como bloqueo embrionario.
Factores que Influyen en el Desarrollo Embrionario y el Bloqueo Embrionario
Existen varios factores que pueden influir en que un embrión deje de desarrollarse correctamente. Uno de los más importantes son las condiciones del cultivo en el laboratorio. A diferencia del entorno natural del cuerpo de la madre, el cultivo in vitro se realiza en condiciones artificiales que, aunque han mejorado mucho, nunca serán exactamente iguales a las del útero. En los últimos años, se han logrado importantes avances para que el ambiente del laboratorio sea lo más parecido posible al natural, mejorando los medios de cultivo, que son las soluciones donde se desarrollan los embriones.
La causa más frecuente del bloqueo embrionario son las alteraciones cromosómicas en el embrión. Estas alteraciones pueden ocurrir en diferentes momentos clave: durante la formación del óvulo o del espermatozoide, en el momento de la fecundación, o en las primeras divisiones del embrión.
Cultivo Embrionario en el Laboratorio de Fecundación In Vitro (FIV)
El cultivo embrionario es una de las fases más importantes de los tratamientos de fecundación in vitro (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.
Inicio del Cultivo Embrionario
El cultivo en el laboratorio de fecundación in vitro comienza después de obtener los óvulos mediante la punción folicular. Inicialmente, los óvulos se cultivarán sin quitar la capa de células de la granulosa que los rodean (decumulación). El día de la punción es el que se conoce como el día 0 del desarrollo embrionario, ya que es cuando ocurre la fecundación (unión del óvulo y del espermatozoide).
En función de la técnica de FIV aplicada para fecundar los óvulos, el siguiente paso será:
- FIV convencional: se juntan los óvulos sin decumular con los espermatozoides.
- ICSI: se decumulan los óvulos y se realiza la microinyección intracitoplasmática de los espermatozoides.
El cultivo de los embriones obtenidos tras la fecundación se extenderá hasta el día en que los embriones:
- Sean transferidos al útero materno, que generalmente es en día 3 o en estadio de blastocisto (día 5-6).
- Se vitrifiquen.
- Se descarten por no continuar su desarrollo o porque tengan alguna anomalía genética tras realizar el diagnóstico genético preimplantacional (DGP).
Cabe destacar que aquellos embriones sobrantes que sean vitrificados pueden tener diferentes destinos: uso propio en el futuro, donarlos a la investigación o cederlos a otras parejas con fines reproductivos.
Etapas del Desarrollo Embrionario en Cultivo
Los embriólogos evalúan diferentes estadios del desarrollo embrionario para seleccionar el embrión con más probabilidades de implantar y, por tanto, dar lugar a un embarazo:
- Día 1 (Cigoto): Es el día posterior a la punción folicular. Se valora, 16-18 horas después de la fecundación, si esta ha ocurrido correctamente. En este estadio, los embriones reciben el nombre de cigotos. Las necesidades metabólicas son muy parecidas a las de los ovocitos. Se debe observar la presencia de dos pronúcleos (uno del óvulo y otro del espermatozoide) y dos corpúsculos polares. La existencia de 2 PN confirma la fecundación; si se observan 1 o 3 pronúcleos, el embrión debe ser descartado.
- Día 2: Los embriones ya han realizado las primeras divisiones y tienen 2-4 células, también conocidas como blastómeras. La observación se realiza entre las 44 y 45 horas postinseminación, prestando atención al número y simetría de las blastómeras (deben ser de igual tamaño), el número de núcleos (uno por célula), el porcentaje de fragmentación y la presencia de vacuolas.
- Día 3: En este momento, los embriones tienen unas 6-8 blastómeras. El embrión ya ha empezado a expresar sus propios genes, por lo que sus necesidades energéticas van cambiando gradualmente. Se analizan los mismos parámetros que en día 2, así como el ritmo de división. Los embriones de mejor calidad tendrán 7-8 células procedentes de embriones de 4 células en día 2.
- Día 4 (Mórula): El embrión se encuentra en estadio de mórula y se compacta, adquiriendo el aspecto de una mora. Este momento aporta poca información sobre el estado del embrión, pero se valora el número de células (más de 8), el grado de compactación (debe ser completa) y la presencia de fragmentos o vacuolas.
- 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. Se valoran el grado de expansión, el estado de la masa celular interna (MCI) y el trofoectodermo (masa celular externa). Una zona pelúcida fina se relaciona con buena calidad embrionaria y alta probabilidad de implantación.
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Tipos de Cultivos Embrionarios
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. Puede utilizarse el mismo tipo de medio durante todo el desarrollo (medio único) o utilizar varios diferentes (medio secuencial).
La elección de un tipo de cultivo u otro depende de varios 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).
En algunos casos, también se realiza el co-cultivo, que consiste en cultivar los embriones con células endometriales para mejorar las condiciones del medio y, así, el desarrollo. Sin embargo, esta es una técnica poco común en clínica y se utiliza más en el campo de la investigación.
Condiciones Necesarias para el Cultivo Embrionario
Los óvulos y embriones deben estar en un ambiente lo más estable posible. Para ello, se mantienen en el interior de incubadores durante la mayor parte del tiempo, donde se controlan aspectos como la temperatura, la concentración de dióxido de carbono y de oxígeno, y la humedad. Además, los laboratorios de reproducción asistida deben tener condiciones muy controladas en cuanto a la pureza del aire, la luz, la temperatura y los gases presentes.
Los embriones se desarrollan en placas con medios de cultivo que les proporcionan los nutrientes necesarios. Los medios secuenciales, que contienen los nutrientes específicos para cada etapa, permiten que el embrión consuma lo que necesita en cada momento.
Selección Embrionaria y Tecnología Time-Lapse
La selección embrionaria es crucial para identificar los embriones con mayor potencial de implantación. Para ello, se evalúa la morfología y la cinética del desarrollo embrionario. La incorporación de sistemas de grabación continua Time-Lapse en los laboratorios de Reproducción Asistida ha supuesto un gran avance. Esta tecnología permite un seguimiento exhaustivo de la evolución de los embriones sin sacarlos del incubador, lo que reduce el estrés y mejora la viabilidad embrionaria.
El desarrollo del embrión se registra a intervalos regulares de 5 a 15 minutos, y las imágenes tomadas desde diferentes ángulos se almacenan en un sistema informático. A partir de estas imágenes, se generan vídeos que visualizan cómo evoluciona el embrión desde su fecundación hasta el momento de la transferencia. Un software especializado analiza estos vídeos, permitiendo clasificar los embriones objetivamente por su calidad (alta, media o baja) según los tiempos de división celular y la morfología.
Ventajas del Time-Lapse:
- Permite una mejor selección de embriones, dando a los embriólogos más información para identificar aquellos con mayor potencial de implantación.
- Reduce la manipulación de los embriones, al permitir analizarlos sin sacarlos del incubador, manteniendo condiciones de cultivo estables.
- Facilita una mejor selección del embrión a transferir, lo que ayuda a reducir la probabilidad de embarazos múltiples.
Sistemas de análisis automatizado, como el sistema Eeva (Early Embryo Viability Assessment), están empezando a aparecer, siendo capaces de revisar de forma simultánea múltiples variables del embrión, facilitando una clasificación más objetiva. Sin embargo, nunca se debe descartar un embrión por una mala clasificación inicial, ya que su viabilidad depende de los gametos de cada pareja.
Evaluación de la Calidad Embrionaria
En los tratamientos de FIV, la clasificación embrionaria ayuda a elegir qué embriones tienen mayor probabilidad de implantar. La evaluación de la calidad se realiza teniendo en cuenta distintas características morfológicas y la evolución a lo largo de los días en cultivo.
Calidad de los Embriones Tempranos (Día 2 o 3)
Se asignan grados de calidad en función de los parámetros morfológicos:
- Categoría A o 1: Embriones de excelente calidad, con máxima capacidad de implantación.
- Categoría B o 2: Embriones de buena calidad, con alta capacidad de implantación.
- Categoría C o 3: Embriones de calidad intermedia, con una capacidad de implantación media.
- Categoría D o 4: Embriones de mala calidad, con baja capacidad de implantación.
Calidad de los Blastocistos (Día 5 o 6)
La clasificación habitual para blastocistos utiliza un número y dos letras, siguiendo parámetros como los propuestos por Gardner en 1998:
- Número (1 al 5): Grado de expansión del blastocisto.
- Grado 1: Blastocisto temprano (BT), empieza a verse el blastocele.
- Grado 2: Blastocisto cavitado (BC), se visualizan las partes.
- Grado 3: Blastocisto expandido (BE), ha aumentado su tamaño y la zona pelúcida es fina.
- Grado 4: Blastocisto iniciando eclosión (hatching).
- Grado 5: Blastocisto eclosionado (hatched).
- Primera letra (A, B, C o D): Calidad de la masa celular interna (MCI).
- A: Numerosas células formando una estructura compacta.
- B: Numerosas células no compactadas.
- C: Pocas células.
- D: Células con signos de degeneración.
- Segunda letra (A, B, C o D): Calidad del trofoectodermo.
- A: Homogéneo, cohesionado y con muchas células.
- B: Homogéneo y con menos células.
- C: Pocas células.
- D: Células con signos de degeneración.
Así, los blastocistos con mejor morfología y mayor capacidad de implantación serían los 3AA.
La Asociación para el Estudio de la Biología de la Reproducción (ASEBIR) ha propuesto una nueva clasificación embrionaria que da mayor peso a la morfología del trofoectodermo con respecto a la de la masa celular interna, asignando una sola letra (A, B, C o D) para la valoración global del blastocisto.
Preservación de la Fertilidad: Criopreservación de Óvulos y Embriones
La preservación de la fertilidad es una opción fundamental para personas que se enfrentan a enfermedades o eventos de la vida que pueden afectar su capacidad reproductiva futura, así como para mujeres que desean posponer su maternidad. Las principales opciones se basan en la criopreservación de óvulos, embriones o tejido ovárico en el caso de la mujer, y de espermatozoides o tejido testicular en el caso del hombre.
Criopreservación de Embriones
La criopreservación de embriones es una técnica que permite conservar embriones a temperaturas extremadamente bajas (-196°C en nitrógeno líquido) para mantenerlos viables durante largos periodos. Este proceso se realiza mediante la vitrificación, una congelación ultrarrápida que previene la formación de cristales de hielo que podrían dañar los embriones.
Proceso del Ciclo con Embriones Criopreservados:
- Criopreservación de embriones sobrantes: Los embriones de buena calidad no transferidos en un ciclo de FIV o ICSI se vitrifican.
- Almacenamiento y conservación: Los embriones vitrificados se almacenan en tanques de nitrógeno líquido, pudiendo permanecer allí por muchos años sin perder viabilidad. La legislación española permite la criopreservación durante todo el periodo reproductivo de la mujer.
- Descongelación y preparación del ciclo: Cuando se decide usar los embriones, se desvitrifican. Las técnicas actuales permiten altas tasas de supervivencia. Una vez descongelados, los embriones se preparan durante unas 2 horas antes de la transferencia. La desvitrificación en sí dura solo 1 minuto.
- Transferencia de embriones descongelados: El útero de la mujer se prepara con un tratamiento hormonal (estrógenos y progesterona) para asegurar que el endometrio esté receptivo. La transferencia es similar a un ciclo fresco, utilizando una cánula fina en un procedimiento indoloro.
Ventajas del Uso de Embriones Criopreservados:
- No requiere nueva estimulación ovárica ni extracción de óvulos, lo que reduce la intervención médica y los riesgos asociados, además de disminuir el coste del tratamiento.
- Ofrece mayor flexibilidad en la planificación familiar, permitiendo espaciar nacimientos o retrasar la maternidad.
- Presenta altas tasas de éxito, muy comparables a las de los ciclos de transferencia de embriones frescos, gracias a la mejora de las técnicas de vitrificación.
Criopreservación de Óvulos
La vitrificación de óvulos es una excelente opción para mujeres con riesgo de perder su fertilidad por causas médicas (tratamientos oncológicos, cirugía) o por motivos personales. En un ciclo de FIV "en fresco" se necesita una media de 8 óvulos para conseguir una gestación, mientras que para la vitrificación de óvulos se pueden necesitar alrededor de 29 óvulos, lo que podría requerir entre 3 y 4 ciclos de estimulación ovárica. Sin embargo, la tasa de supervivencia del óvulo tras la congelación es muy alta (83.9 %), al igual que la tasa de fecundación (66.3%).
La edad es un factor crucial; cuanto antes se realice el proceso, mayores serán las posibilidades futuras de embarazo, ya que con la edad disminuye la reserva ovárica y la calidad de los óvulos.
En el caso de pacientes oncológicas, la preservación de óvulos puede realizarse con protocolos de estimulación adecuados que no tienen efectos negativos sobre la enfermedad, permitiendo a la mujer tener opciones de maternidad una vez superada la enfermedad.
Recientemente, investigadores del Hospital General de Massachusetts han identificado una hormona, denominada Sustancia Inhibidora Mülleriana (MIS), que puede proteger a los folículos primordiales de los daños de la quimioterapia. Esta hormona, secretada por los testículos de los embriones masculinos, podría ofrecer una nueva vía para la preservación de la fertilidad femenina.
Consideraciones Legales y Éticas
La reproducción asistida humana despierta debates éticos, sociales, legales y filosóficos. En España, la Ley de Reproducción Asistida regula la criopreservación de embriones, estableciendo que pueden mantenerse congelados durante todo el periodo reproductivo de la mujer. Las parejas o mujeres tienen opciones respecto al destino de los embriones no utilizados: conservarlos, donarlos para reproducción, donarlos para investigación científica o solicitar su destrucción. Estas decisiones deben tomarse de manera informada y con asesoramiento adecuado.
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