El cultivo de embriones es un componente de la fertilización in vitro en el que se permite que los embriones resultantes crezcan durante algún tiempo en un medio artificial.
La duración del cultivo de embriones puede variar, lo que confiere diferentes etapas de embriogénesis a la transferencia de embriones . Las principales etapas en las que se realiza la transferencia de embriones son la etapa de división (día 2 a 4 después de la co-incubación ) o la etapa de blastocisto (día 5 o 6 después de la co-incubación ). [1]
Los embriones que alcanzan el día 3 de la etapa celular pueden ser sometidos a pruebas de detección de defectos cromosómicos o genéticos específicos antes de su posible transferencia mediante diagnóstico genético preimplantacional (DGP). El cultivo de embriones hasta la etapa de blastocisto confiere un aumento significativo en la tasa de nacidos vivos por transferencia de embriones , y no hay evidencia de una diferencia entre los grupos en las tasas acumuladas de embarazo. [2] La transferencia el día 2 en lugar del día 3 después de la fertilización no presenta diferencias en la tasa de nacidos vivos . [3]
La gemelaridad monocigótica no aumenta después de la transferencia de blastocisto en comparación con la transferencia de embriones en etapa de segmentación . [4]
Existen probabilidades significativamente mayores de parto prematuro ( odds ratio 1,3) y anomalías congénitas ( odds ratio 1,3) entre los nacimientos de embriones cultivados hasta la etapa de blastocisto en comparación con la etapa de segmentación. [1]
Lo primero que hay que tener en cuenta son las condiciones de oxígeno y dióxido de carbono, ya que deben ser lo más parecidas posibles a las del útero. Es por ello que el oxígeno tiene que estar al 5% y el dióxido de carbono al 6% (dependiendo de la altitud). Por otro lado, la temperatura debe estar fijada en 37 grados. Además, los niveles de pH deben estar entre 7,2 y 7,5.
En cuanto a la incubadora, los técnicos deben colocar un paciente por incubadora y evitar abrir la puerta con frecuencia. Teniendo en cuenta la cantidad de embriones que se utilizan en el cultivo, se recomienda el cultivo de embriones en grupo, de manera que puedan intercambiar factores de crecimiento y se ahorre tiempo en el laboratorio, pero la fusión de embriones es un inconveniente que se debe tener en cuenta, de hecho, después del día cinco es más probable que se produzca la fusión de embriones.
El cultivo de embriones puede realizarse en un medio de cultivo artificial o en un cocultivo endometrial autólogo (encima de una capa de células del propio revestimiento uterino de la mujer). Con un medio de cultivo artificial, puede haber el mismo medio de cultivo durante todo el período ( medio de monocultivo ), o puede usarse un sistema secuencial , en el que el embrión se coloca secuencialmente en diferentes medios, con diferentes formulaciones basadas en la diferente concentración y composición del líquido tubárico y uterino en relación con el cambio en la actividad metabólica del embrión durante su desarrollo. [5] Por ejemplo, cuando se cultiva hasta la etapa de blastocisto, se puede usar un medio para el cultivo hasta el día 3 y un segundo medio para el cultivo a partir de entonces. [6] El medio único o secuencial son igualmente efectivos para el cultivo de embriones humanos hasta la etapa de blastocisto. [7] Los medios de cultivo de embriones artificiales contienen básicamente glucosa, piruvato y componentes energéticos, pero la adición de aminoácidos, nucleótidos, vitaminas y colesterol mejora el rendimiento del crecimiento y desarrollo embrionario. En concreto, los medios de cultivo de embriones contienen más concentración de piruvato que de glucosa en la fase de clivaje y más concentración de glucosa que de piruvato en la fase de blastocisto. Esto se debe a que antes del día 3 el embrión utiliza las reservas del ovocito, sin embargo, a partir del día 3 y hasta el blastocisto empieza a expresar diferentes proteínas para continuar su desarrollo, por lo que empieza a degradar la glucosa (necesita más glucosa en este caso). [8] También se pueden añadir sustancias como antioxidantes, antibióticos, macromoléculas, hormonas y factores de crecimiento. [5] También están disponibles métodos que permiten el cultivo dinámico de embriones con flujo de fluidos y movimiento de embriones. [9] Un nuevo método en desarrollo utiliza el útero como incubadora y los fluidos intrauterinos naturales como medio de cultivo encapsulando los embriones en un vaso intrauterino permeable. [10]
Una revisión de metanálisis de 2013 de medios de cultivo de FIV disponibles comercialmente no pudo identificar un medio específico que fuera superior en términos de resultados del embarazo. [11]
Se ha demostrado que el uso de bajas concentraciones de oxígeno del 5% en lugar de alrededor del 20% en la atmósfera aumenta la tasa de nacidos vivos a una probabilidad relativa de 1,24, sin ninguna evidencia de un mayor riesgo de embarazos múltiples, abortos espontáneos o anomalías congénitas. [12]
El control y la regulación del pH son obligatorios para el cultivo in vitro de embriones. Los medios de cultivo se pueden clasificar según el tipo de tampón utilizado:
Medio tamponado con CO₂/bicarbonato: utiliza el mismo sistema tampón fisiológico que rodea a las células de los mamíferos. Requiere el uso de incubadoras con CO₂ al 5-7 %;
Medio tamponado con fosfato: no requiere ambiente de CO₂. Parece tener efectos perjudiciales en el desarrollo embrionario in vitro;
Medio tamponado con HEPES: se utiliza como medio tamponado para la recolección de ovocitos humanos y la manipulación de embriones;
Medio amortiguado con MOPS: al igual que HEPES, tiene la ventaja potencial de que la capacidad de amortiguación depende menos de la temperatura. [13]
Si bien se ha planteado la hipótesis de que la incubación a una temperatura inferior a 37 °C puede ser una recreación más precisa de la temperatura en el tracto reproductivo femenino, la evidencia es incierta respecto de si las diferentes temperaturas para el cultivo de embriones tienen diferentes efectos sobre las tasas de embarazo o de nacidos vivos. [14]
Estudios realizados en animales han detectado anomalías epigenéticas en embriones sometidos a cultivo embrionario, lo que indica la necesidad de optimizar los procedimientos. [15]
Además del cultivo de embriones humanos, la técnica se emplea ampliamente para especies no humanas, especialmente cuando se explora el desarrollo embrionario, la tecnología de reproducción asistida y la generación de animales modificados genéticamente . [16] Los embriones de ratón , en particular, se cultivan con frecuencia para estos fines de investigación específicos. Los dos medios de cultivo que se utilizan a menudo son el medio simplex optimizado de potasio (KSOM) y el fluido tubárico humano (HTF). Debido a que KSOM utiliza un mecanismo de amortiguación de bicarbonato , depende de una incubadora de CO 2 para mantener el pH correcto . [16] Al igual que con KSOM, HTF solo es apropiado para un entorno de incubadora de CO 2 pero se emplea durante el proceso de fertilización . [17] Amortiguado por un sistema HEPES , el medio M2 facilita la manipulación de embriones en condiciones ambientales sin la necesidad de regulación de CO 2. [18]