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, cuya 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 específicos o secuenciales que contenían piruvato y glucosa como fuentes de energía y que permitían el desarrollo de los embriones hasta la fase de blastocisto (quinto/sexto día de desarrollo embrionario).

¿Cómo se diseña un medio de cultivo?

Además de agua (60% de la composición), en primer lugar hay que seleccionar un número definido de compuestos que principalmente son componentes comunes a todos los fluidos del cuerpo.  Algunos son específicos del fluido del oviducto y útero y otros son compuestos químicos no encontrados de forma natural. En segundo lugar hay que determinar la concentración específica de cada uno de ellos. En la actualidad, los medios de cultivo se definen como complejos, ya que tienen más de 12 componentes en su composición, si bien la base de todos ellos son soluciones salinas estándares y bien conocidas, como la solución balanceada de Earle o el bicarbonato de Krebs-Ringer.

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, como 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.

Los medios de cultivo deben de seguir unos controles exhaustivos de calidad durante su proceso de fabricación y 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 2 y 8⁰C,  y mantenimiento de la cadena de frío hasta el momento de su uso es esencial para garantizar sus propiedades.

Dr. Jorge Ten, Director Unidad Biología de la Reproducción del Instituto Bernabeu

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¿Cuáles son las necesidades nutricionales de los embriones antes de su transferencia a la madre?
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