¿Cuáles son las necesidades nutricionales de los embriones antes de su transferencia a la madre?
En los procesos de fecundación in vitro, los embriones humanos tienen que desarrollarse durante los primeros días de vida fuera de la madre, en incubadoras específicas. Las condiciones de temperatura y pH tienen que ser óptimas y además los embriones deben de tener a su alcance todos los compuestos necesarios para su alimentación, y así cumplir con todos sus requerimientos energéticos. Para ello se emplean los medios de cultivo.
Los primeros medios de cultivo se emplearon de manera experimental en embriones de ratón, a mediados del siglo pasado. Se trataba de medios acuosos simples, definidos químicamente, y que por tanto podían reproducirse y fabricarse en cualquier laboratorio. No fue hasta 1984 cuando Yves Menezo diseñó un medio específico para embriones humanos, el medio B2. Su peculiaridad radicaba en que estaba suplementado con aminoácidos procedentes de albúmina sérica.
Multitud de estudios llevados a cabo en animales de experimentación culminaron en 1997 con el desarrollo de medios secuenciales. Contenían piruvato y glucosa como fuentes de energía y permitían el desarrollo de los embriones hasta la fase de blastocisto.
Hoy en día, se utilizan los llamados medios únicos, que tienen una composición compleja. Estos medios permiten que el embrión «escoja» los nutrientes que necesita en cada etapa de su desarrollo, sin necesidad de cambiarlo de medio en distintos momentos. Esto tiene una gran ventaja: el embrión puede permanecer de forma continua en la incubadora, sin ser expuesto a cambios de temperatura, luz o ambiente externo. Así, se mantienen unas condiciones de cultivo más estables y seguras para su desarrollo.
¿Cómo se diseña un medio de cultivo embrionario?
Los medios de cultivo son líquidos especiales donde se desarrollan los embriones en el laboratorio. Están formados principalmente por agua (alrededor del 90 %), pero también contienen una mezcla muy precisa de otros componentes.
Por un lado, se incluyen sustancias que se encuentran de forma natural en el cuerpo, como las que están presentes en el útero o en las trompas de Falopio. Por otro lado, también se añaden algunos compuestos químicos especiales, que, aunque no existen de manera natural, ayudan a crear el ambiente ideal para el desarrollo del embrión. Además de elegir qué sustancias incluir, es muy importante usar la cantidad exacta de cada una, para que el embrión tenga el entorno más equilibrado posible.
Hoy en día, los medios de cultivo son muy avanzados y contienen más de 12 componentes distintos (medios complejos). Aunque todos parten de soluciones salinas muy conocidas y seguras, como la solución balanceada de Earle o el bicarbonato de Krebs-Ringer, su combinación y equilibrio es clave para el buen desarrollo del embrión.
Además del piruvato y la glucosa como fuentes de energía, la introducción de aminoácidos (esenciales y no esenciales) fue clave para el bienestar y desarrollo óptimo de los embriones. Esto es debido a las múltiples funciones que presentan los aminoácidos en el medio de cultivo. Son fuente de energía, precursores biosintéticos, tampones de pH intracelular y quelantes de metales pesados.
Aunque con los componentes mencionados anteriormente se cubrirían las necesidades nutricionales de los embriones humanos, también es habitual la adición de vitaminas. Por ejemplo, la C, E, B2, B5 o B6, que intervienen debido a su función antioxidante, evitando y/o disminuyendo la producción de radicales libres. Finalmente, el empleo de antibióticos como la gentamicina o la estreptomicina es importante y se incluyen en la composición de cualquier medio de cultivo, con la finalidad de evitar el crecimiento de contaminantes.
Finalmente, indicar que los medios de cultivo deben de seguir unos controles exhaustivos de calidad durante su proceso de fabricación. Son obligatorios los test con endotoxinas, las medidas de osmolaridad, los ensayos previos empleando embriones de ratón (mouse embryo assay, MEA) así como el certificado final de esterilidad. Además, la conservación, entre 2º y 8º C, y mantenimiento de la cadena de frío hasta el momento de su uso, es esencial para garantizar sus propiedades.
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Dr. Jorge Ten, Director Unidad de Embriología de Instituto Bernabeu