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Un equipo de investigadores ha desarrollado mediante bioingeniería un modelo de endometrio con el que poder estudiar procesos tan importantes como desconocidos para la ciencia: la implantación de un embrión, de la que depende que el embarazo siga o no adelante, y la primera comunicación con la madre.
La revista Cell describe este martes en un artículo científico cómo se ha diseñado el primer revestimiento uterino artificial capaz de responder ante la implantación de un embrión de la misma forma que el endometrio de la mujer en un embarazo, produciendo los mecanismos esenciales para ‘nutrirlo’.
El trabajo es fruto de la colaboración de científicos del Instituto Babraham de Cambridge (Reino Unido) y de la Universidad estadounidense de Stanford.
El embrión en desarrollo se implanta en el revestimiento del útero (endometrio) una semana después de la fecundación, y ahí empieza una de las etapas menos conocidas por la ciencia debido a la dificultad de observar el embrión durante y después de la implantación.
“Comprender la implantación del embrión y su desarrollo justo después tiene una gran relevancia clínica, ya que estas etapas son especialmente propensas al fracaso, especialmente en los procesos de fecundación in vitro”, explica uno de los autores, Peter Rugg-Gunn, investigador del Instituto Babraham.
La ingeniería tras el endometrio artificial
Para lograr esta comprensión, Rugg-Gunn y su equipo han conseguido replicar en tres dimensiones (3D) las complejas propiedades fisiológicas y la composición celular del revestimiento del útero.
Los científicos aislaron dos tipos de células esenciales del tejido endometrial donado por personas sanas que se habían hecho biopsias para lograr recrear ese tejido de forma artificial: las células epiteliales y estromales.
Al mismo tiempo, usaron información del tejido donado para identificar los componentes clave que dan estructura al revestimiento uterino.
Los investigadores pudieron incorporar estos componentes, junto con las células estromales, a un tipo especial de gel para favorecer el crecimiento de las células en una capa gruesa. Posteriormente, añadieron células epiteliales que se extendieron por la superficie de las células estromales.
El endometrio artificial logró la misma arquitectura celular que el tejido donado y dio la misma respuesta a la estimulación hormonal, lo cual indicaba que podía ser receptivo a la implantación de un embrión, explican los autores.
El equipo probó su modelo utilizando embriones humanos en fase inicial, donados por personas que habían pasado por procesos de fecundación in vitro, y descubrió que el embrión pasaba por las etapas esperadas de adhesión e implantación en el endometrio artifical.
Tras la implantación, los embriones aumentaron la secreción de determinadas proteínas propias del embarazo y de la gonadotropina coriónica humana, que se utiliza en las pruebas de detección de embarazo.
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“Nos emocionó ver que nuestro sistema liberaba los factores esenciales necesarios para nutrir al embrión durante las primeras semanas de embarazo. Los modelos anteriores no habían sido capaces de lograrlo, por lo que esto ha sido un tremendo avance”, señala Rugg-Gunn en un comunicado.
El endometrio artificial favoreció el desarrollo del embrión tras la implantación, lo que permitió analizar las primeras etapas embrionarias (12-14 días después de la fecundación), hasta ahora prácticamente inexploradas.
Primera comunicación madre e hijo
Los investigadores observaron que los embriones implantados en el endometrio artificial alcanzaban varios hitos del desarrollo, como la aparición de tipos de células especializadas y el establecimiento de otras que son precursoras del desarrollo de la placenta.
El análisis celular individual en los puntos de implantación les permitió descubrir la primera ‘comunicación celular’ entre el embrión y el endometrio, para poder crear las estructuras por las que una madre y un hijo intercambian oxígeno y nutrientes durante el embarazo.
Conocer mejor esta etapa, subraya Rugg-Gunn, es clave para encontrar respuestas sobre la infertilidad, los abortos espontáneos y afecciones como la preeclampsia.
"Ahora podremos comprender mejor los primeros momentos del desarrollo embrionario y entender mejor cómo se produce esa primera comunicación sincronizada entre la madre y el bebé, que es fundamental para que ambos se mantengan sanos. Estamos enormemente agradecidos a las personas que donan embriones sobrantes", concluye otra de las autoras, Sarah Elderkin, del Instituto Babraham.
