Así se implanta un embrión humano: científicos españoles graban por primera vez el 'milagro de la vida'

El 'milagro de la vida' es mucho más complejo que unir un óvulo con un espermatozoide. El embrión resultante tiene que implantarse en el útero y ahí es donde hasta ahora la ciencia se topaba con un ángulo muerto. Durante los primeros cinco días desde la concepción, el embrión humano es muy microscópico y está libre. En ese periodo, en las clínicas de reproducción asistida o en los laboratorios de investigación, puede ser estudiado. Pero, a partir del quinto día, necesita adherirse a las paredes del útero materno. Y, desde ese momento hasta que puede verse en ecografía, semanas después, no se sabe nada de cómo se desarrolla. Un aspecto clave, puesto que el fallo en la anidación es una de las principales causas de infertilidad y representa el 60% de los abortos espontáneos. Ahora, investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), en colaboración con el Hospital Universitario Dexeus, han conseguido un hito: capturar imágenes inigualables de la implantación de un embrión humano. Es la primera vez que el proceso se graba en tiempo real y en 3D.

«Lo que pasa durante la implantación es una caja negra para nosotros. Lo que estábamos intentando es abrir esa caja negra y para ello hemos desarrollado un sistema en el que el embrión no solo se implantase sino que pudiéramos grabarlo y verlo», explica a ABC Samuel Ojosnegros, investigador principal del grupo de Bioingeniería para la Salud Reproductiva del IBEC y líder del estudio.

El germen de este trabajo está en el paso de Ojosnegros por el Instituto Tecnológico de California (Caltech), el mismo en el que estudiaban los protagonistas de la popularísima serie 'Big Bang Theory'. Allá por 2012, cuando trabajaba en el laboratorio de microscopía de este centro, el investigador español creó un sistema «muy rudimentario» para ver cómo se implantaban los embriones. Pero fue en 2014, año en que llegó al Instituto de Bioingeniería de Cataluña y formó equipo con la embrióloga Anna Seriola, investigadora del IBEC y coprimera autora del estudio, cuando el proyecto despegó.

«Hemos observado que los embriones humanos se introducen en el útero, ejerciendo una fuerza considerable durante el proceso. Estas fuerzas son necesarias porque los embriones deben poder invadir el tejido uterino e integrarse completamente en él. Es un proceso sorprendentemente invasivo. Aunque se sabe que muchas mujeres experimentan dolor abdominal y un ligero sangrado durante la implantación, este proceso en sí nunca se había observado antes», afirma Samuel Ojosnegros.

Para llevar a cabo el estudio, cuyos resultados se publican en la revista 'Science Advances', utilizaron embriones donados para investigación por pacientes del Hospital Universitario Dexeus que habían terminado sus ciclos de reproducción asistida. «Sin la generosidad de las pacientes no podríamos hacer nada», destaca Samuel Ojosnegros.

Los investigadores reprodujeron una matriz compuesta de colágeno, que es el componente principal del útero materno, para que el embrión se encontrase en un entorno casi fisiológico; y unos medios de cultivo con unos sueros de origen de plasma humano más ricos, que se parecen más a lo que se encuentra un embrión real para que se desarrolle. «Le hemos dado el nido que encuentra en la naturaleza, los nutrientes de la madre y todo eso lo hemos hecho en un sistema que puede ir a un microscopio. El embrión se puede desarrollar y nosotros observarlo», apunta el investigador.

Se realizaron experimentos con embriones humanos y de ratón para comparar ambos procesos de implantación. «Hemos visto que el embrión humano es muy invasivo, cava un agujero y se entierra dentro y, una vez dentro, empieza a tirar de la matriz y a crecer. El de ratón, sin embargo, se mantiene en la superficie de la matriz y se expande a través de esa superficie«, relata Ojosnegros.

Otra cosa sorprendente que han visto es que el embrión humano es «mecanosensible», describe el investigador. Esto es que es capaz de sentir tensión. «Si tiras de la matriz en puntos específicos, nota la tensión y cambia el eje de la implantación a esa señal. Tenemos la hipótesis de que hay microcontracciones en el útero que son capaces de guiar la implantación del embrión«, apunta.

«La reproducción humana es bastante ineficiente, solamente un tercio de las concepciones llega a ser bebés nacidos, un tercio de los embriones nunca llega a implantarse y otro tercio se pierde justo después de la implantación. Así que podemos considerar la implantación como un factor limitante en la reproducción humana«, señala Amélie Godeau , investigadora del grupo de Ojosnegros y coautora principal del estudio.

El sistema utilizado por los investigadores en este trabajo permitirá estudiar in vitro el proceso de implantación para hacerlo más eficiente, saber qué embriones se implantan y cuáles no o desarrollar suplementos vitamínicos o proteicos que mejoren el proceso.

A partir de ahora, según el investigador, hay dos retos: el de ciencia básica y el tecnológico. Por una parte, entender cómo se implanta el embrión, por qué ejerce esa fuerza y qué mecanismo utiliza para desgarrar, hacer un agujero e invadir la matriz; y por otra conseguir que la industria pueda adoptar el sistema para seguir con las investigaciones que ayuden a nuevos descubrimientos tanto de diagnóstico como de compuestos que mejoren la implantación.