La forma en que se cultiva el embrión en las incubadoras afectará los resultados reproductivos de la FIV. Aquí trataremos uno de los puntos actualmente en discusión relacionado con las incubadoras time-lapse de última generación en relación con las características de humedad en la incubación, la incubación seca y la incubación no humidificada.
¿Cuál es la diferencia y cuál es el impacto de esto en los embriones?
Hoy en día se habla y se debate mucho en las redes sociales sobre el cultivo en incubadoras time-lapse secas y humidificadas. Para aportar información y evidencias, Francesca Bahr, Analista de Ciencia y Tecnología del Grupo Vitrolife, en Dinamarca, compartió consideraciones sobre cómo cultivar de forma segura en incubadoras no humidificadas en la última edición de Academy Studio durante el Congreso ESHRE de 2024, de la Sociedad Europea de Reproducción Humana y Embriología. (subtítulos disponibles en español)
Cuando hablamos de humedad y no de humedad, no es el tema de la humedad lo que realmente interesa al embrión, sino que lo que realmente estamos discutiendo es algo llamado osmolalidad, que esencialmente es la concentración de moléculas en peso de un soluto, en este caso agua. Es decir, a diferencia de la osmolaridad es por volumen. Usamos osmolalidad porque el peso no es tan susceptible a los cambios de temperatura.
En la imagen, podemos ver dos gotas con el mismo número de moléculas pero en peso, la de la izquierda tiene menos osmolalidad que la de la derecha.
Como sabemos, las gotas de medio de cultivo contienen todo tipo de nutrientes para apoyar el desarrollo de los embriones, sales, aminoácidos y azúcares, pero también deben estar en una concentración que soporte un tónico igual al del embrión. Y luego, si usas una solución hipotónica (con una concentración muy baja), la célula comienza a eclosionar como si pusieras un glóbulo rojo en agua; Y si está demasiado concentrada, la célula se marchita al igual que cuando vas a la playa y permaneces en agua salada durante mucho tiempo y tus dedos comienzan a arrugarse.
Lo que queremos es una concentración que pueda mantener una tonicidad óptima para que los embriones tengan el equilibrio adecuado de moléculas por dentro y por fuera con los mecanismos de transporte de agua que lo sustentan.
Existe un umbral de osmolalidad que se sabe que favorece un buen desarrollo embrionario. El límite superior es de unos 300 miliosmoles por kilogramo y esto es lo que se acepta para el cultivo de embriones humanos. Sin embargo, los embriones también pueden utilizar componentes del medio de cultivo, tanto en osmolitos orgánicos como no orgánicos, como la glicina, para controlar la osmolalidad.
En la discusión de incubadoras secas y humidificadas, es fundamental decir que algunas incubadoras que usan mezcladores de gases, como la EmbryoScope, no son secas, porque usan una proporción de la humedad ambiental que se incluye en este sistema.
En el estudio presentado en ESHRE en 2008 podemos ver que con una incubadora humidificada se obtiene alrededor de un 80% de humedad, pero en algunas incubadoras de sobremesa se obtiene algo de humedad. En el EmbryoScope, la humedad es de aproximadamente el 25%, dada la humedad ambiental del laboratorio del 60%.
No humidificado no siempre significa seco. El único escenario en el que realmente tendrá una incubación en seco es en una incubadora que utilice gas premezclado, donde no hay influencia de la humedad ambiental.
¿Qué puede afectar a la osmolaridad durante el cultivo de embriones?
Debemos discernir entre la incubación seca, no humidificada y humidificada, pero también que hay diferentes cosas que pueden afectar estos cambios en la osmolalidad:
- Aceite en cultivo
Para controlar la evaporación del medio y evitar cambios en la osmolaridad, se utiliza la superposición de aceite en el medio de cultivo. También es importante el tamaño de las gotas, pues si tienes gotas muy pequeñas hay una gran superficie expuesta que puede aumentar su evaporación.
El aceite es eficaz por sí solo en entornos de cultivo sin humidificación para evitar cambios de osmolalidad, siempre que tenga una capa de aceite lo suficientemente alta.
- Placa de cultivo
El papel de la placa utilizada para el cultivo es crucial. Hablamos de un ejemplo con una gota que tiene una gran superficie, sin embargo, las placas de cultivo de Vitrolife disponen de micropocillos, exponiendo una superficie más pequeña y protegiendo una gran parte a través de la forma cónica que minimiza la evaporación por el simple hecho de no tener una superficie tan grande expuesta.
Hay algunos estudios que analizan el papel de las placas de cultivo en los cambios de time-lapse y osmolalidad. Cito aquí dos estudios independientes que analizaron diferentes diseños de placa y el aumento de la osmolalidad con el tiempo. En la incubación no humidificada, la osmolalidad aumentará, pero la pregunta aquí es cuánto aumenta y si se mantiene en un nivel seguro.
El primer estudio fue una publicación reciente en la que se analizaron diferentes placas de cultivo y si nos fijamos en el orden de los métodos y materiales, así como en nuestra validación interna, las placas de cultivo embrionario de Vitrolife son las que muestran un ligero aumento de la osmolalidad, pero de manera que no es suficiente para perjudicar el desarrollo embrionario. Steve Mullen también hizo un estudio fantástico.
Te animo a que leas este artículo si realmente te interesa el tema, analizando el efecto de muchas cosas diferentes en la osmolalidad, que incluye el área de superficie y el volumen del aceite, el nivel de densidad del aceite, entre muchos otros cálculos. A partir de esto, creó un modelo de cálculo que, si lo usas, puedes obtener una estimación de los cambios en la osmolalidad en tu sistema de cultivo.
En cuanto a la seguridad, es esencial demostrar la osmolalidad inicial del medio de cultivo. Algunos medios de cultivo tienen una osmolalidad inicial muy alta de 285 a 295 mOsm/kg, mientras que los medios de cultivo GTL y GXL han sido diseñados específicamente para el cultivo de time-lapse prolongado con una osmolalidad inicial mucho más baja que utiliza componentes que los embriones pueden usar para prevenir la osmolaridad, especialmente algunos aminoácidos como la glicina.
En conclusión, vemos muchos estudios que buscan evaluar el cultivo con incubadoras en áreas secas y no secas, pero estos estudios a veces carecen de información como el tipo de incubadora utilizada, la osmolalidad inicial del medio utilizado, cuál es la fuente del gas, si se trata de un gas de premezcla seco o si se trata de una incubadora con un mezclador de gases, además del método de humidificación. Veo muchos de estos estudios en los que ni siquiera informan lo que se midió, si la humidificación o la osmolalidad.
Si estás operando una incubadora con humidificación o sin humidificación, tendrás que calibrar sus sensores de CO2 para adaptarse a esto, por lo que esta es una información que sería fundamental contener en los estudios.
Vea el video completo para obtener más detalles sobre los estudios citados durante la presentación. Por ejemplo, uno de los estudios más citados es la comparación de ambientes humidificados versus secos. Sin embargo, en ese sistema de incubación, el aire se recircula por todas partes, lo que haría imposible concluir que toda incubación no humidificada sea perjudicial en alguna medida.
En cuanto a las validaciones propietarias de osmolalidad, este es el análisis utilizando GTL y Ovoil Heavy desde el inicio del cultivo hasta el sexto día. El aumento de la osmolalidad que se puede ver aquí está por debajo de la línea roja del límite de seguridad aceptado, y no nos acercamos a eso incluso después de 6 días.
Recientemente hicimos estudios con nuestros medios GTL y GXL donde hemos comprobado diferencias en la osmolalidad en función de los componentes del medio de cultivo.
Otro estudio realizado en PCRS incluye el ensayo MEA, donde las células se contaron después de seis días. Un detalle importante es decir que el estudio se realizó en Denver, que es muy seco, lo que resulta en un aumento ligeramente mayor y sigue siendo muy seguro.
La seguridad en cada detalle del proceso es lo primero
Cada instrumento Vitrolife se somete a una prueba MEA. EmbryoScope es el único time-lapse que hace la prueba MEA.
Tenemos muchos estudios que muestran un excelente cultivo de embriones en nuestro sistema con nuestro tipo de placa que permite una alta cobertura de aceite en el medio.
Consejos para controlar la osmolaridad
- Utilice un medio de cultivo apropiado para el cultivo prolongado para time-lapse, como GTL o GTXL.
- Use suficiente aceite para proteger el medio de cultivo. Esto también significa que al pipetear aceite, tener el cuidado de expulsar la cantidad total si tiene un aceite más denso.
- Visite nuestra publicación de blog sobre cómo mantener un cultivo estable.
Ventajas de una incubadora no humidificada:
- Sin humedad, los problemas de contaminación desaparecen
- No tiene que dedicar tiempo a la limpieza y la reducción de riesgos. No hay relatos de contaminación fúngica o microbiana en el EmbryoScope y esto es una gran ventaja en el cultivo no humidificado.
Por último, hay que tener en cuenta que el cultivo no humidificado no es malo y el seco, bueno. Esta visión es muy generalista. Para determinar cuál es el mejor para los embriones, es necesario observar todo el sistema de cultivo, cómo lo soporta y validar los propios resultados.
Conclusiones:
- Multiplos estudios compruevan que sistemas no humidificados como el EmbryoScope presentan un excelente desarrollo embrionario.
- Osmolaridad aumenta con el tiempo, no obstante en EmbryoScope no alcanzan niveles que podrían ser prejudiciales.
- Medios desarrollados para cultivo continuado de un paso deben considerar el cultivo en condiciones no humidificadas.
- Incubadoras no humidificadas que utilizan un medio de cultivo estendido único tiene la ventaja de menos riesgo de contaminación.
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Catherine Kuhn Jacobs es embrióloga y soporte clínico Vitrolife Group en Latinoamérica