El blastocisto es una estructura formada en el desarrollo embrionario temprano de los mamíferos . Posee una masa celular interna (ICM) también conocida como embrioblasto que posteriormente forma el embrión , y una capa externa de células trofoblásticas llamada trofectodermo . [1] [2] Esta capa rodea la masa celular interna y una cavidad llena de líquido conocida como blastocele . [3] En el blastocisto tardío, el trofectodermo se conoce como trofoblasto . [2] El trofoblasto da lugar al corion y al amnios , las dos membranas fetales que rodean al embrión. La placenta deriva del corion embrionario (la porción del corion que desarrolla las vellosidades ) y del tejido uterino subyacente de la madre. [4] [5]
El nombre "blastocisto" surge del griego βλαστός blastós ("un brote") y κύστις kýstis ("vejiga, cápsula").
En los animales no mamíferos, se trata de una estructura formada por una bola de células indiferenciadas y se denomina blástula .
En los seres humanos, la formación de blastocistos comienza unos cinco días después de la fertilización , cuando se abre una cavidad llena de líquido en la mórula , la etapa embrionaria temprana de una bola de 16 células . El blastocisto tiene un diámetro de aproximadamente 0,1 a 0,2 mm y comprende de 200 a 300 células (32 divisiones mitóticas) después de una rápida escisión (división celular). Aproximadamente siete días después de la fertilización, [6] el blastocisto se implanta y se incrusta en el endometrio de la pared uterina , donde experimentará procesos de desarrollo adicionales, incluida la gastrulación . La incrustación del blastocisto en el endometrio requiere que eclosione de la zona pelúcida , la capa del huevo que impide la adherencia a las trompas de Falopio a medida que el preembrión avanza hacia el útero.
El uso de blastocistos en la fertilización in vitro (FIV) implica cultivar un óvulo fertilizado durante cinco días antes de transferirlo al útero. Puede ser un método de tratamiento de fertilidad más viable que la FIV tradicional. La masa celular interna de los blastocistos es la fuente de células madre embrionarias , que son ampliamente aplicables en terapias con células madre , incluida la reparación, el reemplazo y la regeneración celular. La eclosión de zonas asistida también se puede utilizar en FIV y otros tratamientos de fertilidad.
La etapa de blastocisto ocurre entre 5 y 9 días después de la concepción. Durante el desarrollo embrionario , después de la fertilización (aproximadamente 5 a 6 días en el ser humano), las células de la mórula comienzan a sufrir diferenciación celular y la mórula se transforma en blastocisto. En el útero, la zona pelúcida que rodea al blastocisto se rompe, permitiéndole implantarse en la pared uterina. La implantación marca el final de la etapa germinal de la embriogénesis y el inicio de la gestación . [ cita médica necesaria ]
El cigoto se desarrolla por mitosis y cuando se ha convertido en una bola compacta de 8 a 16 células se conoce como mórula . Hasta esta etapa del desarrollo, todas las células ( blastómeros ) son autónomas y no están especificadas para ningún desarrollo funcional posterior en particular. Luego, la mórula se desarrolla por cavitación hasta convertirse en blastocisto o, en muchos otros animales, en blástula. Luego, la diferenciación celular desarrolla las células de la mórula en dos tipos: células trofoblásticas que rodean el blastocele y una masa interna de células (el embrioblasto). La masa celular interna está formada por células madre embrionarias . [7] El producto de la concepción se conoce entonces como blastocisto. [8]
Antes de que tenga lugar la diferenciación celular, hay dos factores de transcripción , Oct-4 y nanog , que se expresan uniformemente en todas las células, pero ambos factores de transcripción se desactivan en el trofoblasto una vez que se ha formado. [9] El lado del blastocisto donde se forma la masa celular interna se llama polo embrionario, y el lado opuesto es el polo abembrionario. La capa externa de células trofoblásticas, resultante de la compactación , bombea iones de sodio hacia el blastocisto, lo que hace que el agua entre por ósmosis y forme la cavidad interna del blastocisto llena de líquido (blastocele). El blastocele, las células del trofoblasto y la masa celular interna son características distintivas del blastocisto. [10]
La implantación es fundamental para la supervivencia y el desarrollo del embrión humano en sus primeras etapas. Establece una conexión entre la madre y el embrión temprano que continuará durante el resto del embarazo. La implantación es posible gracias a cambios estructurales tanto en el blastocisto como en la pared endometrial. [11] La zona pelúcida que rodea al blastocisto se rompe, lo que se conoce como eclosión . Esto elimina la limitación del tamaño físico de la masa embrionaria y expone las células externas del blastocisto al interior del útero. Además, los cambios hormonales en la madre, específicamente un pico de hormona luteinizante (LH), preparan el endometrio para recibir y envolver al blastocisto. El sistema inmunológico también se modula para permitir la invasión de células embrionarias extrañas. Una vez unidas a la matriz extracelular del endometrio, las células del trofoblasto secretan enzimas y otros factores para incrustar el blastocisto en la pared uterina. Las enzimas liberadas degradan el revestimiento endometrial, mientras que los factores de crecimiento autocrinos como la gonadotropina coriónica humana (hCG) y el factor de crecimiento similar a la insulina (IGF) permiten que el blastocisto invada aún más el endometrio. [12]
La implantación en la pared uterina permite el siguiente paso en la embriogénesis, la gastrulación , que incluye la formación de la placenta a partir de células trofoblásticas y la diferenciación de la masa celular interna en el saco amniótico y el epiblasto .
Hay dos tipos de células blastómeras: [13]
La cavidad del líquido blastocele contiene aminoácidos , factores de crecimiento y otras moléculas necesarias para la diferenciación celular . [17]
Múltiples procesos controlan la especificación del linaje celular en el blastocisto para producir el trofoblasto, el epiblasto y el endodermo primitivo. Estos procesos incluyen la expresión genética, la señalización celular, el contacto entre células y las relaciones posicionales, y la epigenética .
Una vez que la masa celular interna se ha establecido dentro del blastocisto, se prepara para una mayor especificación en el epiblasto y el endodermo primitivo. Este proceso de especificación conocido como determinación del destino celular se lleva a cabo en parte mediante la señalización del factor de crecimiento de fibroblastos (FGF), que genera una vía MAP quinasa para alterar los genomas celulares. [18] Una mayor segregación de blastómeros en el trofectodermo y la masa celular interna está regulada por la proteína del homeodominio , Cdx2 . Este factor de transcripción reprime la expresión de los factores de transcripción Oct4 y Nanog en el trofoblasto . [19] Estas alteraciones genómicas permiten la especificación progresiva de los linajes del epiblasto y del endodermo primitivo al final de la fase de desarrollo del blastocisto que precede a la gastrulación. Gran parte de la investigación realizada sobre estas primeras etapas embrionarias se centra en embriones de ratón y los factores específicos pueden diferir entre los mamíferos.
Durante la implantación, el trofoblasto da lugar a membranas extraembrionarias y tipos de células que eventualmente formarán la mayor parte de la placenta fetal, el órgano especializado a través del cual el embrión obtiene el alimento materno necesario para su posterior crecimiento exponencial. [20] La especificación del trofoblasto está controlada por la combinación de señales morfológicas que surgen de la polaridad celular con actividad diferencial de vías de señalización como Hippo y Notch, y la restricción a las células externas de especificadores de linaje como CDX2. [21]
En el ratón, las células germinales primordiales se derivan de las células epiblásticas , un proceso que va acompañado de una extensa reprogramación epigenética en todo el genoma . [22] La reprogramación implica la desmetilación global del ADN y la reorganización de la cromatina , lo que da como resultado la totipotencia celular . [22] El proceso de desmetilación de todo el genoma implica la vía de reparación por escisión de bases de ADN . [23]
Los trofoblastos expresan integrinas en sus superficies celulares que permiten la adhesión a la matriz extracelular de la pared uterina. Esta interacción permite la implantación y desencadena una mayor especificación en los tres tipos de células diferentes, preparando el blastocisto para la gastrulación. [24]
El nivel de gonadotropina coriónica humana (hCG) secretada por el blastocisto durante la implantación es el factor que se mide en una prueba de embarazo . La hCG se puede medir tanto en sangre como en orina para determinar si una mujer está embarazada. En un embarazo múltiple se secreta más hCG. Los análisis de sangre de hCG también se pueden utilizar para detectar embarazos anormales.
La fertilización in vitro (FIV) es una alternativa a la fertilización in vivo tradicional para fertilizar un óvulo con esperma e implantar ese embrión en el útero de una mujer. Durante muchos años el embrión se insertaba en el útero dos o tres días después de la fecundación. Sin embargo, en esta etapa del desarrollo es muy difícil predecir qué embriones se desarrollarán mejor y, por lo general, se implantaban varios embriones. Varios embriones implantados aumentaron la probabilidad de que se desarrollara un feto, pero también condujeron al desarrollo de fetos múltiples. Este fue un problema e inconveniente importante para el uso de embriones en la FIV.
El uso de blastocistos para la FIV humana ha demostrado ser exitoso. Se implanta un blastocisto de cinco a seis días después de la fertilización de los óvulos. [25] Después de cinco o seis días, es mucho más fácil determinar qué embriones darán como resultado nacimientos vivos sanos. Saber qué embriones tendrán éxito permite implantar un solo blastocisto, lo que reduce drásticamente el riesgo para la salud y los gastos de nacimientos múltiples. Ahora que se han determinado los requisitos de nutrientes para el desarrollo embrionario y de blastocisto, es mucho más fácil darles a los embriones los nutrientes correctos para mantenerlos en la fase de blastocisto.
La transferencia de embriones después de la fertilización in vitro es un procedimiento en el que se inserta un catéter en la vagina, se guía a través del cuello uterino mediante ultrasonido y hasta la cavidad uterina donde se insertan los blastocistos en el útero.
Los blastocistos también ofrecen una ventaja porque pueden usarse para probar genéticamente las células y detectar problemas genéticos. Hay suficientes células en un blastocisto como para que se puedan eliminar algunas células del trofectodermo sin alterar el desarrollo del blastocisto. Estas células se pueden analizar para detectar aneuploidía cromosómica mediante detección genética preimplantacional (PGS), o afecciones específicas como la fibrosis quística , a menudo conocida como diagnóstico genético preimplantacional (PGD). [26]
En un procedimiento de transferencia de embriones después de una ecografía inicial , se utiliza un espéculo para abrir las paredes de la vagina y, mediante un catéter , se pasa el embrión a través del tubo para colocarlo en el útero .
Este artículo incorpora texto de dominio público de la vigésima edición de Gray's Anatomy (1918)
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