El aceite perfecto para la FIV no debe hacer otra cosa que proteger el cultivo. No debe influir negativamente en los gametos, los embriones o los medios de cultivo añadiendo componentes no deseados o eliminando componentes necesarios. Sin embargo, no todos los aceites son o actúan igual. En esta entrada del blog te guiaré a través de los diferentes tipos de aceite y las cosas a tener en cuenta a la hora de elegir el aceite para tu cultivo de FIV.
Aceite como protección: una genialidad
El uso de aceite para proteger los sensibles gametos y embriones se introdujo mucho antes de que la FIV se convirtiera en un tratamiento rutinario. Una de las primeras aplicaciones conocidas fue en un estudio sobre el impacto de virus en embriones de ratón1, allá por los años sesenta. Fue una genialidad, ya que cubrir un medio acuoso con aceite inerte protege el cultivo de la evaporación y la contaminación, pero permite el acceso directo a las células cultivadas a través del aceite.
¿Qué tipos de aceites existen y en qué se diferencian?
Aceite es un término que sólo especifica que la sustancia es un líquido no polar y viscoso. Puede haberse producido a partir de materiales animales o vegetales, puede proceder del petróleo crudo (a menudo denominado aceite mineral) o puede ser sintético. Los dos tipos principales de aceite sintético son el aceite de silicona y el aceite de poli alfa olefina (PAO).
Los aceites de origen vegetal o animal suelen estar compuestos por triglicéridos. Esto significa que tres cadenas hidrofóbicas de hidratos de carbono están unidas como ésteres a una molécula hidrofílica de glicerol. A menudo no están completamente saturados, es decir, contienen dobles enlaces, lo que los hace sensibles a la oxidación. La oxidación, a su vez, enrancia el aceite, un proceso en el que se forman grupos tóxicos como peróxidos o aldehídos en la estructura del aceite. Que yo sepa, los aceites naturales no se utilizan en la FIV, pero si son suficientemente refinados y frescos, deberían ser útiles.
Aceite vegetal
Los aceites minerales también proceden de materiales vegetales o animales, pero el material se ha degradado a lo largo de millones de años, alterando su composición y estructura. El petróleo utilizado para producir aceites minerales comerciales ha recogido varios elementos a lo largo del tiempo, como azufre y diversos metales, algunos de los cuales son tóxicos (arsénico, cadmio, plomo). Las moléculas dominantes son alcanos que pueden ser rectos, ramificados o en forma de anillo. Actualmente, los aceites utilizados para la FIV son, con pocas excepciones, aceites minerales altamente purificados.
El aceite de parafina es un tipo de aceite mineral. Los aceites minerales y de parafina tienen el mismo origen; sin embargo, el término aceite de parafina se utiliza a menudo para los aceites que se refinan más, lo que aumenta su pureza y los hace menos reactivos a ataques químicos como, por ejemplo, la oxidación.
Alcanos
Los aceites sintéticos se fabrican en una planta química a partir de moléculas más pequeñas. El aceite de silicona se sintetiza polimerizando siloxano con cadenas laterales hasta conseguir la calidad de aceite deseada. Los aceites de silicona se producen principalmente para otras aplicaciones distintas de la medicina y pueden contener residuos de cadena corta probablemente tóxicos. Son bien definidos, inertes e inflamables. Los aceites de silicona se han probado en la FIV con resultados variables. El problema más probable es encontrar una calidad que no contenga contaminantes de bajo peso molecular y que, al mismo tiempo, no sea demasiado cara.
Los aceites PAO se sintetizan de forma similar al aceite de silicona, pero la molécula principal es una molécula orgánica de cadena corta llamada alfa olefina que se ha producido mediante el refinado del petróleo. La diferencia con el aceite mineral es que el material de partida está bien definido.
Cromatograma de gases de aceite mineral frente a aceite PAO. La distribución del peso molecular es significativamente menor en el aceite de polialfaolefina que en el aceite convencional (mineral).
La desventaja es el precio más elevado y que los aceites PAO se producen principalmente para uso industrial, donde se añaden aditivos al aceite como, por ejemplo, agentes anticorrosivos. Estos aditivos son casi siempre tóxicos para las células.
Estructura del aceite PAO sintético
OVOIL HEAVY, desarrollado sintéticamente para FIV
La materia prima de OVOIL HEAVY es un aceite de parafina sintético elaborado en una planta química, utilizando moléculas más pequeñas como material de partida. La diferencia en comparación con el aceite mineral es que el material de partida de OVOIL HEAVY está bien definido y se le pueden asignar propiedades y cualidades que son deseables y necesarias para la FIV clínica. Este proceso hace que sea más fácil garantizar una calidad alta y constante entre lotes, mientras que los niveles más bajos de compuestos de cadena corta reducen el riesgo de compuestos de cadena corta potencialmente dañinos.
Encontrando el aceite adecuado para el cultivo de embriones
El aceite mineral es el que se utiliza actualmente en la FIV. Sin embargo, hay mucha variación entre estos aceites y varían en calidad.
Un buen aceite mineral para la FIV está formado por moléculas alifáticas de tamaño similar. El aceite se produce mediante la destilación del petróleo, seguida de etapas de purificación para eliminar contaminantes como el azufre y, por último, la hidrogenación, en la que se añaden moléculas de hidrógeno a todos los dobles enlaces, creando un aceite totalmente saturado.
Los aceites totalmente saturados son bastante inertes y no reaccionan rápidamente a temperaturas normales con, por ejemplo, el oxígeno. Sin embargo, siguen siendo sensibles a la oxigenación, especialmente si se mantienen calientes o a la luz del sol. Contrariamente a lo que se suele creer, el agua puede disolverse en el aceite a una concentración baja, de unas 25 ppm (dependiendo de la temperatura). Normalmente, el aceite que se utiliza en la FIV ya está saturado de agua para que no absorba agua de los medios de cultivo.
Mezcla de calidades al establecer la viscosidad
Es importante que el aceite tenga una viscosidad que facilite su manipulación en el laboratorio. Hay dos formas de conseguir la viscosidad correcta del producto final. O bien se puede producir con la longitud y forma correctas de las cadenas de hidrocarburos desde el principio para que el aceite obtenga la viscosidad prevista.
Otro método habitual es producir un aceite demasiado viscoso y diluirlo después con aceite de viscosidad más baja. Esto funciona bien para la mayoría de los usos, pero cuando se utiliza el segundo método para la FIV, los hidrocarburos de cadena corta añadidos tienen un mayor potencial para dañar a los embriones, ya que son más volátiles y entran más fácilmente en la gota de medio donde se cultivan los embriones.
Posibles problemas durante la limpieza y el transporte
La mayoría de los aceites se limpian inmediatamente después del refinado. Una vez terminado, el aceite se bombea a un tanque de almacenamiento local y, posteriormente, se transfiere a un camión cisterna para su transporte hasta el punto de llenado en bidones. El aceite también puede filtrarse para eliminar las ceras que, de lo contrario, le darían un aspecto turbio. Desgraciadamente, los camiones, las tuberías y los filtros suelen utilizarse para muchos productos diferentes, lo que significa que hay que limpiarlos y enjuagarlos entre una producción y otra.
Un método habitual de limpieza es un aclarado rápido con hidrocarburos de bajo peso molecular, aunque también pueden utilizarse tensioactivos. El resultado es un aceite contaminado con un mayor nivel de hidrocarburos de bajo peso molecular o que contiene tensioactivos. Ambos tienen una influencia negativa sobre los gametos o el embrión en desarrollo.
El almacenamiento correcto del aceite asegura la viabilidad del embrión
Aunque el aceite de parafina para FIV esté totalmente saturado, corre el riesgo de oxidarse durante el almacenamiento. Como se mencionó al principio, este proceso se acelera cuando el aceite se almacena a una temperatura elevada y se expone a la luz. La oxidación que puede producirse es, para mí como químico, muy interesante. El primer paso implica la formación de peróxido. Los peróxidos son muy reactivos y dañan mucho las células con las que entran en contacto.
Top molecule is Peroxide, bottom molecule Aldehyde
Los aceites de calidad alimentaria se consideran buenos hasta que el nivel de peróxidos alcanza los 10 – 12 meq/kg, pero las concentraciones de peróxido necesarias para influir negativamente en los embriones se sitúan justo por encima de 0,02 meq/kg. Estos niveles tan bajos son difíciles incluso de medir a menos que se utilice un equipo especial. Cuando la oxidación continúa, los peróxidos se convierten en aldehídos o cetonas, moléculas que también tienen un gran potencial de actividad biológica.
En realidad, los dos últimos pasos, la oxidación a ácido carboxílico y dióxido de carbono, hacen que el aceite vuelva a ser mejor para los embriones.
Para estar seguro de que tiene un aceite adecuado, asegúrese de que ha sido liberado siguiendo estrictos criterios de desarrollo embrionario y las pruebas de control de calidad pertinentes.
¿Qué espesor de capa de aceite mineral se necesita para cubrir el cultivo?
En un experimento sencillo, se colocó agua en tubos de 14 mL y luego se cubrió con 0, 1, 2 … 7 mm de aceite. La velocidad de evaporación se determinó pesando los tubos después de incubarlos a 37°C. Incluso la capa más fina (1 mm) de aceite reduce la evaporación, pero se necesita una capa de 2 mm para proteger completamente el agua de la evaporación. Una vez que la capa tiene 3 mm de espesor, un espesor adicional no reducirá más la velocidad de evaporación.
% Pérdida de agua en función del grosor del revestimiento (mm) a 37°C
En una segunda serie de experimentos, la prueba se realizó a 60 °C para acelerar la evaporación y determinar con mayor precisión el grosor necesario de la capa de aceite. Estos experimentos señalan que una capa de al menos 1,5 mm será suficiente.
% Pérdida de agua en función del grosor del revestimiento (mm) a 60°C
Más información sobre la importancia del aceite sin peróxido para el cultivo de embriones
El investigador japonés Otsuki y sus colegas experimentaron una reducción de la tasa de fecundación y una alteración del desarrollo embrionario cuando empezaron a utilizar una nueva botella de aceite en su clínica de FIV. Decidieron investigar la causa y descubrieron que se debía a los altos niveles de peróxido del aceite.
Descargue un resumen de sus hallazgos para saber más sobre por qué los altos niveles de peróxido en el aceite pueden dañar el sistema de cultivo y los resultados de los valores de peróxido en el aceite de distintos fabricantes.
Descargar el resumen de la investigación sobre Ovoil Heavy:
Más información sobre los distintos tipos de aceite para FIV de Vitrolife: Ovoil Heavy y Ovoil.
Referencias
- R.B.L. Gwatkin, Proc. N.A.S., Vol 50 (1963), pp576-581.
Written by Göran Mellbin
Göran forma parte del equipo de investigación de Vitrolife. Con su sólida formación en química y su especial habilidad para resolver los interrogantes más torcidos, hace honor al título que figura en su tarjeta de visita: Especialista Senior.
