Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), en colaboración con el Hospital Universitario Dexeus, han capturado imágenes inigualables de la implantación de un embrión humano. Es la primera vez que el proceso se graba en tiempo real y en 3D.
por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña
El trabajo se publica en la revista Science Advances .
El fallo del proceso de implantación en el útero es una de las principales causas de infertilidad, representando el 60% de los abortos espontáneos. Hasta ahora, no había sido posible observar este proceso en humanos en tiempo real, y la limitada información disponible provenía de imágenes fijas tomadas en momentos específicos del proceso.
Hemos observado que los embriones humanos se introducen en el útero, ejerciendo una fuerza considerable durante el proceso. Estas fuerzas son necesarias porque los embriones deben poder invadir el tejido uterino y integrarse completamente en él. Es un proceso sorprendentemente invasivo. Aunque se sabe que muchas mujeres experimentan dolor abdominal y un ligero sangrado durante la implantación, el proceso en sí nunca se había observado antes, explica Samuel Ojosnegros, investigador principal del grupo de Bioingeniería para la Salud Reproductiva del IBEC y líder del estudio.
Para avanzar durante la implantación, el embrión libera enzimas que descomponen el tejido circundante. Sin embargo, también se sabe que se requiere fuerza para penetrar las capas subyacentes del útero. Este tejido fibroso está lleno de colágeno, una proteína rígida que también forma tendones y cartílago.
“El embrión abre un camino a través de esta estructura y comienza a formar tejidos especializados que se conectan a los vasos sanguíneos de la madre para poder alimentarse”, añade Ojosnegros.
Los resultados del equipo de investigación revelan que los embriones humanos ejercen fuerzas de tracción sobre su entorno, remodelándolo.
Observamos que el embrión tira de la matriz uterina, moviéndola y reorganizándola. También reacciona a señales de fuerza externas. Nuestra hipótesis es que las contracciones que ocurren in vivo podrían influir en la implantación embrionaria, explica Amélie Godeau, investigadora del grupo de Ojosnegros y coautora principal del estudio. Por lo tanto, la invasión embrionaria efectiva se asocia con un desplazamiento óptimo de la matriz, lo que destaca la importancia de estas fuerzas en el proceso de implantación.
Mejorar nuestra comprensión del proceso de implantación podría tener un impacto significativo en las tasas de fertilidad , la calidad de los embriones y el tiempo necesario para concebir mediante reproducción asistida.
Una plataforma para estudiar la implantación en el laboratorio
Para llevar a cabo el estudio, el equipo de investigación del IBEC desarrolló una plataforma que permite la implantación de embriones fuera del útero en condiciones controladas.
Esto permite la obtención de imágenes de fluorescencia en tiempo real y el análisis de las interacciones mecánicas del embrión con su entorno. La plataforma se basa en un gel compuesto por una matriz artificial formada por colágeno, abundante en el tejido uterino, y diversas proteínas necesarias para el desarrollo embrionario.
Se realizaron experimentos con embriones humanos y de ratón para comparar ambos procesos de implantación. Cuando el embrión de ratón entra en contacto con el útero, ejerce fuerzas para adherirse a su superficie.
El útero se adapta entonces plegándose alrededor del embrión, envolviéndolo en una cripta uterina. En cambio, el embrión humano se expande y penetra completamente los tejidos uterinos. Una vez allí, comienza a crecer radialmente de adentro hacia afuera.
«Nuestra plataforma nos ha permitido cuantificar la dinámica de la implantación del embrión y determinar la huella mecánica de las fuerzas utilizadas en este complejo proceso en tiempo real», concluye Anna Seriola, investigadora del IBEC y coautora principal del estudio.
Más información: La fuerza de tracción y la mecanosensibilidad median patrones de implantación específicos de cada especie en embriones humanos y de ratón, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adr5199
Leyenda de imagen principal:
Imagen de microscopía confocal de un embrión humano de nueve días. Las proteínas y estructuras celulares específicas se han coloreado en la imagen: OCT4 (verde), relacionada con las células madre embrionarias; GATA6 (magenta), asociada con la formación temprana de tejido; DAPI (azul), que marca el ADN en los núcleos; y faloidina (rojo), que revela el citoesqueleto de actina. La barra de escala corresponde a 100 µm. Crédito: Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC)
