Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) en colaboración con el Servicio de Medicina de la Reproducción del centro Dexeus Mujer – Hospital Universitario Dexeus han grabado imágenes inéditas del proceso de implantación de un embrión humano. Se trata de la primera vez que se consigue grabar la implantación en tiempo real y en 3D.
El fallo en el proceso de implantación del embrión en el útero es una de las principales causas de infertilidad y responsable del 60 % de los abortos espontáneos. Hasta ahora, no había sido posible observar este fenómeno en tiempo real en humanos, y la escasa información disponible procedía de imágenes fijas captadas en momentos concretos.
«Hemos comprobado que los embriones humanos se incrustan en la matriz ejerciendo una fuerza considerable. Estas fuerzas son necesarias, ya que deben ser capaces de invadir el tejido uterino para integrarse por completo. Es un proceso sorprendentemente invasivo. De hecho, aunque se sabe que muchas mujeres experimentan dolor abdominal e incluso leves sangrados durante la implantación, nunca se había visto cómo ocurre», detalla Samuel Ojosnegros, investigador principal del grupo de Bioingeniería para la Salud Reproductiva del IBEC y líder del estudio.
Vídeo de un embrión humano. En la primera mitad se observa el proceso de compactación de las células del embrión. En la segunda mitad se observa cómo el mismo embrión invade (se implanta en) la matriz. / IBEC
Para avanzar en la implantación, el embrión libera enzimas que degradan el tejido circundante, pero también necesita ejercer presión para atravesar las capas subyacentes del útero. Este tejido fibroso contiene abundante colágeno, una proteína muy rígida que también forma parte de tendones y cartílagos. «El embrión abre un camino a través de esta estructura y empieza a generar tejidos especializados que se conectan con los vasos sanguíneos maternos para alimentarse», añade Ojosnegros.
Los resultados del equipo de investigación revelan que los embriones humanos ejercen fuerzas de tracción sobre su entorno, remodelándolo. «Observamos que el embrión tira de la matriz uterina, moviéndola y reorganizándola. Además, responde a señales de fuerza externas. Nuestra hipótesis es que las contracciones que se producen in vivo pueden influir en su implantación», explica Amélie Godeau, investigadora del grupo de Ojosnegros y coprimera autora del trabajo. Una invasión eficaz está asociada a un desplazamiento óptimo de la matriz, lo que subraya la relevancia de estas fuerzas en el proceso.
Comprender mejor los mecanismos que intervienen en la implantación es clave y puede tener un gran impacto en la mejora de las tasas de fertilidad, además de optimizar la calidad embrionaria y reducir el tiempo hasta el embarazo en tratamientos de reproducción asistida.
Una plataforma para estudiar la implantación del embrión en el laboratorio
Para desarrollar el estudio, el equipo del IBEC creó una plataforma que permite que los embriones se implanten fuera del útero materno, en condiciones controladas, y así obtener imágenes de fluorescencia en tiempo real para analizar sus interacciones mecánicas con el entorno. La base de esta plataforma es un gel compuesto por una matriz artificial de colágeno, presente de forma natural en el tejido uterino, junto con otras proteínas esenciales para el desarrollo embrionario.
Los experimentos se realizaron con embriones humanos y de ratón, lo que permitió comparar ambos procesos. En el caso del ratón, al entrar en contacto con el útero, el embrión ejerce fuerzas para adherirse a la superficie, y el útero se adapta plegándose a su alrededor, formando una cripta uterina que lo envuelve. Por el contrario, el embrión humano aplica fuerzas para desplazarse hacia el interior, penetrando completamente en los tejidos uterinos y, una vez dentro, crece de forma radial, de dentro hacia fuera.
«Nuestra labor ha consistido en proporcionar asesoramiento técnico y realizar una rigurosa selección de los embriones humanos donados a la investigación, garantizando que reunieran las condiciones idóneas para el proyecto», explica Miquel Solé, director del Laboratorio de Criopreservación de Dexeus Mujer.
El estudio ha contado con la colaboración del Servicio de Medicina de la Reproducción de Dexeus Mujer-Hospital Universitario Dexeus, responsable de la selección de los embriones humanos donados para la investigación; el grupo de Sistemas Biomiméticos para Ingeniería Celular, también del IBEC y dirigido por Elena Martínez; y otras instituciones como el Banco de Células Madre de Barcelona (IDIBELL), la Universidad de Barcelona (UB), la Universidad de Tel Aviv, el Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER) y el Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona (IRB Barcelona).
Referencia:
Amélie Luise Godeau, Anna Seriola, Oren Tchaicheeyan, Marc Casals, Denitza Denkova, Ester Aroca, Ot Massafret, Albert Parra, Maria Demestre, Anna Ferrer-Vaquer, Shahar Goren, Anna Veiga, Miquel Solé, Montse Boada, Jordi Comelles, Elena Martínez, Julien Colombelli, Ayelet Lesman, Samuel Ojosnegros. ‘Traction force and mechanosensitivity mediate species-specific implantation patterns in human and mouse embryos’. Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adr5199
Fuente: IBEC
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