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Cómo predecir el éxito de la FIV
La elección de embriones para la fertilización in vitro (FIV) está plagada de incertidumbres. El proceso tiene solo una tasa de éxito del 35 por ciento, y la transferencia de más de un embrión para aumentar las probabilidades de una implantación exitosa aumenta las probabilidades de que una mujer tenga partos múltiples o requiera un aborto selectivo.
Seguimiento de huevos: En la parte superior están las imágenes de lapso de tiempo de un solo embrión, y en la parte inferior están los resultados de seguimiento superpuestos producidos mediante el software de análisis de imágenes desarrollado en la Universidad de Stanford.
Al analizar videos secuenciales de óvulos fertilizados a medida que se desarrollan, un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford ha identificado tres hitos específicos que los óvulos deben alcanzar para formar un blastocisto, una etapa crítica. El equipo creó un algoritmo para monitorear el progreso de los embriones y dice que este algoritmo puede predecir cuál se convertirá en un blastocisto y cuál morirá con un 93 por ciento de certeza. La técnica podría usarse para mejorar la toma de decisiones en la clínica, que actualmente se basa en la evaluación subjetiva de la calidad de un embrión.
Por razones desconocidas, los embriones humanos tienen una tasa de fracaso particularmente alta, y entre la mitad y más de dos tercios de los embriones de FIV no alcanzan la etapa de blastocisto. Actualmente, los embriones se eligen generalmente en función de su apariencia visual, que se controla en puntos específicos de su desarrollo. Renee Reijo Pera , del Instituto de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa de Stanford, y autor principal del nuevo trabajo, que es publicado en Biotecnología de la naturaleza, dice que a pesar de que se utilizan señales visuales para evaluar embriones en la clínica, había una escasez de datos de imágenes sobre el curso completo de su progreso.
Para comprender mejor cómo se ven los embriones a lo largo del tiempo, su equipo estudió un conjunto de 242 embriones unicelulares que se habían congelado de 12 a 18 horas después de la fertilización. Los embriones ahora generalmente se congelan después de haber tenido la oportunidad de desarrollarse durante tres a cinco días; descongelar y observar embriones mientras aún se encontraban en la etapa unicelular permitió a los investigadores realizar un seguimiento de su progreso desde las primeras etapas de desarrollo.
El equipo tomó imágenes de lapso de tiempo de las células utilizando microscopía de campo oscuro, una técnica que es útil para obtener imágenes de células vivas. La primera autora, Connie Wong, dirigió un análisis de las imágenes para identificar los parámetros visuales que correspondían a la supervivencia y la formación exitosa de un blastocisto en el día cinco. De los 10 parámetros estudiados, los investigadores encontraron que tres de ellos eran críticos para el éxito. Todos ellos relacionados con el tiempo: la etapa final de la división celular, en la que la célula se separa físicamente en dos; el intervalo entre el primer y segundo ciclo de división celular; y el intervalo entre la segunda y la tercera división celular.
Kevin Loewke, un becario postdoctoral ahora en Auxogyn en Menlo Park, California, desarrolló un método para medir automáticamente los tres parámetros utilizando un algoritmo de análisis de imágenes. Loewke dice que el desafío en el seguimiento del progreso de las células es convertir imágenes microscópicas bidimensionales en información sobre la estructura tridimensional del embrión, especialmente porque varias células pueden bloquearse entre sí. Su solución fue crear un modelo predictivo de cada célula del embrión y usar el modelo para determinar el momento de cada hito. El algoritmo ha sido autorizado por Auxogen, que planea desarrollar un producto que utilizaría el enfoque para determinar la viabilidad del embrión.
Todos los parámetros descubiertos por el equipo ocurrieron antes del segundo día del desarrollo del embrión. Muchas clínicas hacen crecer el embrión hasta que alcanza la etapa de blastocisto en el día cinco, pero algunos científicos creen que pasar demasiado tiempo en cultivo podría aumentar el riesgo de expresión genética alterada en el bebé. La ventaja es que, si puede predecir la formación de blastocisto para el segundo día, puede sacarlo del entorno artificial antes, dice Cedros de Marcelle , director de la División de Endocrinología Reproductiva e Infertilidad de la Universidad de California en San Francisco, que no participó en el estudio.
Pero Cedars dice que, incluso en los pacientes más jóvenes, el 50 por ciento de los embriones que llegan a la etapa de blastocisto no se implantan. La pregunta es si predecir el desarrollo en un blastocisto también predecirá una implantación exitosa. Está a mitad de camino, pero no te dice si esto va a tener un bebé, dice. Otros métodos de cribado de embriones incluyen el análisis genético de una biopsia o la medición de factores moleculares en el medio de cultivo que rodea a los embriones. Cedars dice que ninguno de estos ha demostrado hasta ahora tener éxito en aumentar las tasas de embarazo.
Como parte de su estudio, los investigadores de Stanford también analizaron la expresión génica en las células en diferentes etapas del desarrollo embrionario. Todos los parámetros que descubrieron ocurrieron en un momento en que los embriones aún no habían activado sus propios genes y dependían de la instrucción genética del huevo. Cedars dice que este hallazgo refuerza la idea de que el mayor impulsor de tener un buen embrión es el huevo.
Los científicos también descubrieron que en estas primeras etapas de desarrollo, las células del embrión actúan de forma autónoma, expresando genes en diferentes momentos. Esta falta de coordinación podría ayudar a explicar por qué a algunos embriones les va tan mal.