Así se implanta un embrión humano en tiempo real: científicos lograron captar en video el proceso de fertilización

Por primera vez, un equipo de científicos consiguió registrar en tiempo real y en 3D (tres dimensiones) el proceso de implantación de un embrión humano, un avance para la comprensión de la fertilidad y la reproducción asistida.

El logro, desarrollado por investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) en colaboración con el Hospital Universitario Dexeus y otros centros de España, permitió observar con detalle cómo el embrión interactúa con el entorno uterino, un proceso que hasta ahora solo se había documentado mediante imágenes fijas, según señalaron los investigadores.

La grabación inédita se realizó en Barcelona, donde el equipo del IBEC diseñó una plataforma experimental capaz de simular las capas externas del útero en condiciones controladas.

Esta tecnología, basada en una matriz artificial de colágeno y proteínas esenciales para el desarrollo embrionario, permitió captar imágenes de fluorescencia en tiempo real y analizar las fuerzas mecánicas implicadas en la implantación.

El trabajo, publicado en la revista Science Advances, abre el camino para desentrañar los mecanismos que determinan el éxito o el fracaso de la implantación embrionaria.

El proceso de implantación es fundamental para la reproducción humana, ya que la falla en este proceso constituye una de las principales causas de infertilidad y se asocia con aproximadamente el 60% de los abortos espontáneos, según los autores de la investigación.

“Hasta ahora, no había sido posible observar este proceso en tiempo real en humanos y la poca información de la que se disponía provenía de imágenes fijas, tomadas en momentos concretos del proceso”, señalaron los científicos en un comunicado del IBEC. La posibilidad de observar el proceso en movimiento y en tres dimensiones ofrece ahora una visión mucho más precisa de las dinámicas celulares y mecánicas que intervienen.

Samuel Ojosnegros, investigador principal del grupo de Bioingeniería para la Salud Reproductiva del IBEC y líder del estudio, destacó: “Hemos observado que los embriones humanos se entierran dentro de la matriz ejerciendo una fuerza considerable durante el proceso. Estas fuerzas son necesarias ya que tienen que ser capaces de invadir el tejido uterino en el que se integran por completo. Es un proceso sorprendentemente invasivo”.

Ojosnegros subrayó que, aunque se sabía que muchas mujeres experimentan dolor abdominal o leves sangrados durante la implantación, nunca antes se había documentado visualmente cómo ocurre este fenómeno.

El mecanismo observado reveló que el embrión humano no solo libera enzimas para degradar el tejido circundante, sino que también ejerce fuerzas de tracción para penetrar las capas fibrosas del útero, ricas en colágeno.

Según Ojosnegros, “el embrión abre un camino a través de esta estructura y empieza a formar tejidos especializados que se conectan con los vasos sanguíneos de la madre para poder alimentarse”. Esta combinación de acción enzimática y fuerza física resulta esencial para que el embrión logre integrarse completamente en el entorno uterino.

El equipo de investigación comprobó que el embrión interactúa activamente con la matriz uterina, remodelándola y respondiendo a señales de fuerza externas.

Amélie Godeau, co-primera autora del estudio, explica: “Lo que observamos es que el embrión tira de la matriz del útero, moviéndola y reorganizándola. También reacciona a señales de fuerza externas. Nuestra hipótesis es que las contracciones que se producen in vivo pueden influir en la implantación del embrión”. De acuerdo con los resultados, una invasión efectiva del embrión se asocia a un desplazamiento óptimo de la matriz, lo que resalta la importancia de las fuerzas mecánicas en el éxito del proceso.

La capacidad de observar y medir en tiempo real la dinámica de la implantación embrionaria marca un antes y un después en la investigación sobre fertilidad. Según Anna Seriola, investigadora del IBEC y co-primera autora del estudio, este avance permite por primera vez cuantificar con precisión la huella mecánica de las fuerzas que intervienen en uno de los procesos más complejos y decisivos del inicio de la vida.

Para realizar el estudio, el equipo de investigación del IBEC creó una plataforma que facilita la implantación de embriones fuera del útero materno, en un ambiente controlado. Esto permitió capturar imágenes de fluorescencia en tiempo real y examinar las interacciones mecánicas entre el embrión y su entorno. La plataforma está constituida por un gel formado por una matriz artificial de colágeno, un componente abundante en el tejido uterino, junto con varias proteínas necesarias para el desarrollo embrionario.

La plataforma experimental desarrollada por el IBEC permitió comparar la implantación en embriones humanos y de ratón. Mientras que el embrión de ratón se adhiere a la superficie uterina y el útero se pliega para envolverlo en una cripta, el embrión humano avanza hacia el interior de los tejidos uterinos y, una vez integrado, crece de forma radial desde el centro hacia el exterior.

Esta diferencia muestra la especificidad del proceso en humanos y la necesidad de modelos específicos para su estudio.

El hallazgo tiene implicaciones directas para la mejora de los tratamientos de fertilidad y reproducción asistida.

Comprender en detalle los mecanismos de implantación puede ayudar a optimizar la selección embrionaria, reducir el tiempo hasta el embarazo y aumentar las tasas de éxito en procedimientos como la fecundación in vitro.

Además, el conocimiento de las fuerzas y señales implicadas podría ayudar a identificar y corregir fallos en el proceso, con el potencial de disminuir la incidencia de abortos espontáneos relacionados con la implantación.

El proyecto contó con la colaboración del Servicio de Medicina de la Reproducción de Dexeus Mujer-Hospital Universitario Dexeus, responsable de la rigurosa selección de los embriones humanos donados para la investigación. Miquel Solé, director del Laboratorio de Criopreservación de Dexeus Mujer, señala que su labor consistió en “facilitar asesoramiento técnico y llevar a cabo una rigurosa selección de los embriones humanos donados a la investigación, con el objetivo de que reunieran las condiciones idóneas para la ejecución del proyecto”.

También participaron el grupo de Sistemas Biomiméticos para Ingeniería Celular del IBEC, dirigido por Elena Martínez, el Banco de Células Madre de Barcelona (IDIBELL), la Universidad de Barcelona (UB), la Universidad de Tel Aviv, el Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER) y el Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona (IRB Barcelona).