¿Por qué dos tercios de los embriones de fertilización in vitro (FIV) sufren una detención del desarrollo? Un nuevo estudio que se publica el 30 de junio en la revista de acceso abierto PLOS Biología por Andrew Hutchins de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur en Shenzhen, China; Guoqing Tong del Hospital Shuguang en Shanghai, China; y sus colegas muestra que muchos embriones almacenados para FIV experimentan cambios metabólicos y genéticos característicos que inhiben el desarrollo. Estos resultados ayudan a explicar la pérdida de la capacidad de desarrollo de muchos embriones cosechados y pueden apuntar a estrategias para aumentar la proporción de embriones competentes en el desarrollo.
Solo alrededor del 30% de los embriones de FIV progresan hasta la etapa de blastocisto, la bola redonda de células que comienza a formar las capas de células que finalmente se convertirán en tejidos y órganos. Ha habido múltiples hipótesis para explicar esta detención del desarrollo, pero ninguna explicación única ha sido completamente respaldada por el experimento. Los modelos animales han ofrecido solo una visión parcial de la situación humana porque en muchas otras especies una proporción mucho mayor de óvulos fertilizados externamente logran desarrollarse.
Para comprender la incapacidad de progresar de tantos embriones humanos, los autores examinaron la expresión génica en embriones detenidos. Descubrieron que una proporción de embriones (llamados Tipo 1) no logran hacer la transición de usar transcripciones de genes maternos almacenados a activar el propio genoma del embrión. Este grupo se distinguió de otros dos grupos (tipos 2 y 3), en los que esta transición se produjo con éxito, pero que mostró regulación a la baja de múltiples genes importantes para los eventos dinámicos del desarrollo temprano. Estos incluyeron notablemente una actividad reducida de los genes que codifican nucleosomas (proteínas que organizan el ADN) y ribosomas (fábricas moleculares que sintetizan proteínas), así como factores críticos para regular la división celular.
Estos cambios son característicos de las células que entran en quiescencia, un estado temporal, y senescencia, una pérdida permanente de la capacidad de división. Los embriones de los tipos 2 y 3 mostraron niveles bajos de glucólisis, un conjunto de reacciones clave para la producción de energía, pero diferían en el nivel de fosforilación oxidativa, otro sistema productor de energía. Cuando los autores trataron estos embriones con resveratrol, una pequeña molécula que (entre otros efectos) activa un conjunto de enzimas que regulan el metabolismo, más de la mitad de los embriones detenidos reiniciaron su desarrollo, pero menos del 10 % llegó hasta la etapa de blastocisto.
“Nuestros resultados indican que muchos embriones de FIV entran en un estado de senescencia”, dijo Hutchins, “en el que los cambios en el metabolismo y la expresión génica impiden la progresión del desarrollo. Parece ser posible superar este estado detenido para algunos embriones, pero mucho más trabajo será necesaria para determinar la mejor estrategia para hacerlo”.
Hutchins agrega: “Los embriones humanos son sorprendentemente difíciles de cultivar in vitro, lo cual es un problema importante para el tratamiento de la fertilidad humana. Nuestro estudio indica que varios procesos biológicos están causando la detención, incluidos los problemas epigenéticos y metabólicos en los embriones”.
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