Cómo garantizar la viabilidad embrionaria en su sistema de cultivo

Los resultados exitosos en la FIV requieren condiciones ambientales óptimas para gametos y embriones durante todo el ciclo. Esto se puede lograr asegurando un pH y temperatura óptimos en las incubadoras, y que el aire en el quirófano y el laboratorio esté limpio y libre de VOC (compuestos orgánicos volátiles). Un paso adicional es asegurar que los medios y materiales de contacto utilizados, apoyen el desarrollo del embrión al ser seguros para los embriones y libres de toxicidad. En esta publicación de blog, lo guiaré a través de los conceptos básicos sobre cómo evitar que la toxicidad ingrese a su sistema de cultivo.

¿Cómo puede afectar la toxicidad al sistema de cultivo?


El efecto negativo de los medios o materiales de contacto subóptimos o tóxicos en el embrión humano se ha denominado reprotoxicidad, un tema que se destacó en muchos artículos de revistas revisadas por pares durante los años. Claramente, existe preocupación sobre la toxicidad en la comunidad de FIV, la pregunta es qué se está haciendo para detectar y controlar aquellos componentes que están afectando negativamente a los gametos y embriones durante la FIV? ¿Realmente entendemos cómo se deben o se deben probar estos materiales para garantizar un entorno de cultivo seguro y no tóxico?

A menudo asumimos que la toxicidad mata a los gametos o embriones, lo que a veces puede ser correcto. Sin embargo, la toxicidad a menudo tiene un efecto más sutil y puede manifestarse simplemente como tasas de fertilización más bajas de lo esperado o un desarrollo embrionario deteriorado. En algunos casos, la toxicidad puede conducir a tasas de implantación reducidas o anormales, lo que demuestra que la toxicidad puede afectar la viabilidad o el potencial de los embriones para convertirse en un embarazo.

Es importante recordar que el estrés es acumulativo. En la FIV, los embriones se pueden efectuar mediante la suma de todos los factores de estrés durante el procedimiento de cultivo. Esto significa que un componente tóxico puede tener un efecto acumulativo cuando se combina con otros factores estresantes. Estos factores estresantes pueden amplificar el efecto general de incluso niveles bajos de toxicidad. Cuando los embriones se exponen a un componente tóxico en un sistema de cultivo con otros factores estresantes como estimulaciones ováricas, condiciones de cultivo inadecuadas u otros dispositivos tóxicos, existe un efecto aditivo que amplifica el impacto en la viabilidad de los embriones, que solo podría haber sido relativamente benigno.

El punto es que la toxicidad puede no tener un efecto únicamente en la morfología de un embrión. Cuando se combina con otros factores contribuyentes, los bajos niveles de toxicidad pueden tener un efecto más profundo sobre la viabilidad de los embriones humanos y pueden contribuir directamente a la reducción de los resultados clínicos. A menudo, para cuando se detecta la toxicidad, ya ha tenido un efecto y, a menudo, está afectando las tasas de éxito clínico.

¿Cómo debemos manejar el riesgo de toxicidad?

Martine Nijs y sus colegas publicaron un estudio exhaustivo en el que investigaron la toxicidad de varios dispositivos desechables utilizados para la FIV, incluidos los catéteres de transferencia de embriones, las agujas de aspiración de ovocitos, los guantes quirúrgicos y de nitrilo. En total, se probaron 36 tipos diferentes de productos (72 marcas diferentes) con un ensayo de supervivencia de esperma humano y se demostró que el 40% de estos eran tóxicos. Además, se detectaron diferencias de LOTE a LOTE en los mismos productos y se observó que la toxicidad podía transferirse de un dispositivo a otro. La Dra. Nijs presentó sus hallazgos en un simposio de Vitrolife en ESHRE 2011.

Gardner sugiere que todos los dispositivos médicos que entren en contacto con gametos y embriones deben someterse a una prueba de calidad adecuada para reducir la variación en el desarrollo embrionario y el resultado clínico posterior. El riesgo de toxicidad es real; por lo tanto, es nuestra responsabilidad compartida, de los fabricantes y usuarios finales, de minimizar los riesgos de toxicidad potencial al ingresar al sistema de cultivo. Esto solo se puede lograr mediante el uso de productos y equipos que se prueban con métodos precisos y sensibles que pueden detectar niveles relativamente bajos de sustancias tóxicas.

¿Qué es el MEA?

El ensayo de embriones de ratón (MEA) es un bioensayo funcional y toxicológico utilizado para investigar la seguridad y la eficacia de los medios de cultivo y los desechables utilizados en la reproducción asistida. Se ha argumentado que MEA no es un bioensayo sensible y quizás no es lo suficientemente análogo al sistema de cultivo embrionario humano. Se han realizado intentos para crear métodos de prueba alternativos (células madre y otros ensayos de células humanas), aunque ninguno es lo suficientemente sensible como para detectar la toxicidad que puede afectar a los embriones. De hecho, MEA puede diseñarse para ser extremadamente sensible y más capaz que otros bioensayos y pruebas analíticas cuando la seguridad del embrión es el objetivo.

No hay pautas estándar para MEA

Los fabricantes utilizan el MEA para el lanzamiento de productos, como parte del proceso de control de calidad, pero con poca orientación de las autoridades reguladoras. En los Estados Unidos, la FDA exige que MEA se realice en medios y otros dispositivos, pero no sugiere ninguna guía con respecto al procedimiento o métodos de prueba. Para lograr una marca CE en la UE, no existe un requisito para MEA, solo que la pureza de los componentes sea tal que no contribuyan a la toxicidad.

Se ha dejado a los fabricantes determinar el nivel de control y cómo se realiza el MEA. Desafortunadamente, no existe una estandarización dentro de la industria sobre cómo se debe hacer esto, por lo tanto, podría estar comprando dispositivos que han sido probados con ensayos inferiores que no son capaces de detectar toda la toxicidad, si es que son probados.

Se ha establecido, aunque no está claramente documentado, que un punto final apropiado para el MEA es el desarrollo de blastocistos en 96 horas. Desafortunadamente, esta especificación solo considera la morfología subjetiva de los embriones para determinar si hay toxicidad presente. Existe evidencia de que no todos los blastocistos tienen el mismo potencial de implantación, por lo que esta especificación es cuestionable como punto final sensible para detectar la presencia de toxicidad. Vitrolife ha determinado que el desarrollo de blastocistos a las 96 horas por sí solo no es adecuado para identificar todas las fuentes de toxicidad y los puntos finales cualitativos son necesarios al determinar la seguridad de los dispositivos médicos para la comunidad en los TRA.

Hacer que MEA sea más sensible


Podría decirse que los bioensayos de embriones de ratón pueden ser insensibles y a menudo pueden verse influidos por la configuración y los factores ambientales en el sistema. Es crucial que se establezca un bioensayo de ratón en un sistema controlado y repetible. También es importante comprender que al controlar el medio ambiente se puede influir en la sensibilidad del ensayo. La sensibilidad del bioensayo puede manipularse para producir los resultados deseados, pero al controlar los factores clave, el ensayo puede hacerse más robusto y detectar niveles muy bajos de toxicidad que pueden aumentar el efecto acumulativo sobre la calidad de los embriones.

El híbrido F1 es la cepa de ratón más común utilizada en MEA ya que es un modelo genético estable. Si bien es confiable, la F1 por sí sola puede no ser capaz de detectar toxicidad tan bien como otras cepas. Cuando el MEA se establece en un sistema robusto donde se controlan las condiciones del ensayo para aumentar la sensibilidad, la tinción del ratón F-1 se puede implementar para detectar toxicidad, pero es importante comprender cómo se ha establecido y cuáles son los objetivos para ese proposito. La utilización de otras cepas de ratones aumenta la sensibilidad, por lo que utilizamos cepas exógenas para investigar materias primas y componentes específicos que se sabe que afectan el desarrollo de embriones.

Mediante el uso de múltiples puntos finales, y no solo un punto final subjetivo único, la sensibilidad del ensayo aumenta. Por ejemplo, se ha demostrado que la toxicidad causa un retraso en el desarrollo del embrión a las 80 horas, pero con una morfología normal informada a las 96 horas, lo que hace que la toxicidad sea indetectable utilizando el punto final reconocido por la morfología del ensayo a las 96 horas.

Evaluar la viabilidad de los embriones en el ensayo aumenta la sensibilidad de la prueba. Esto indica que la morfología sola como punto final no da indicaciones sobre la calidad de los embriones y puede no ser eficaz para detectar toda la toxicidad.

El conteo celular hace la diferencia

La morfología del embrión es un punto final efectivo cuando se evalúa el potencial de un embrión. Se ha pensado que no todos los blastocistos tienen el mismo potencial de implantación; Esto también debe tenerse en cuenta al realizar MEA. Al evaluar la cantidad de células en cada embrión podemos comenzar a hacer una evaluación cuantitativa que se correlaciona con la viabilidad. Lane y Gardner encontraron una correlación entre el recuento medio total de células y el desarrollo fetal (Figura 1). Curiosamente, tampoco encontraron correlación entre la formación de blastocistos (desarrollo) y el desarrollo fetal. Estos datos indican que el número de células en un blastocisto es más indicativo del potencial de desarrollo que la morfología embrionaria.



Figura 1. Correlación entre la formación de blastocistos y el desarrollo fetal. Tablas utilizadas con el permiso del autor.

Los embriones expuestos a un componente tóxico pueden retrasarse en el desarrollo, dependiendo de cuándo se produce la exposición y el nivel de toxicidad que posee. Este retraso puede retrasar la división celular normal y, por lo tanto, retrasar la morfología. Curiosamente, los blastocistos tienen la capacidad de recuperarse y volverse morfológicamente normales. A pesar de esta recuperación morfológica, la tasa de división celular no se altera. Por lo tanto, al cuantificar el número de células en embriones expuestos a toxinas, aún podemos detectar el retraso del desarrollo en una reducción en el número de células que forman los blastocistos.

Cuando los embriones se tiñen para determinar el recuento total de células (Figura 2), puede ser más claro que dos embriones morfológicamente normales no son iguales.



Figura 2. Los embriones (1a, 2b) son blastocistos claramente expandidos morfológicamente, con el embrión a la derecha (2a) eclosionando de la zona pelúcida.

El embrión 1a tiene un recuento celular total de 149 células (1b), mientras que el embrión que está eclosionando(2a) tiene solo 74 células (2b). Claramente, si los embriones representaban un grupo de embriones que forman una prueba de un compuesto tóxico, un grupo con morfología normal pero claramente afectado, el recuento normal de células puede considerarse seguro y pasar MEA si no se implementa el recuento celular.

Esta es la razón principal por la que invertimos en la seguridad de nuestros productos mediante el uso del punto final de conteo celular para materiales y productos terminados para garantizar un nivel más de confianza en la seguridad de nuestros productos y, en última instancia, para sus pacientes.

Filosofía de calidad de Vitrolife


Vitrolife utiliza un laboratorio interno para proporcionar análisis de MEA para todas las materias primas, materiales de fabricación críticos y productos terminados. Las pruebas MEA se organizan independientemente de la unidad de fabricación; con experiencia en embriología y soporte concentrado en esta área funcional. El equipo de laboratorio de MEA trabaja en estrecha colaboración con las funciones de control de calidad para garantizar el cumplimiento de la certificación y las normas internacionales y opera de acuerdo con las directrices GLP y GMP.

Además, los grupos de I+D utilizan el MEA para la verificación preclínica de nuevos productos antes de recopilar los datos clínicos. Cuando probamos nuevos componentes y materias primas sensibles, usamos rutinariamente la cepa MEA exógena, debido a la mayor sensibilidad a compuestos subóptimos adicionales a las cepas F1 utilizadas para análisis más rutinarios.

Obtenga más información sobre Vitrolife MEA

En esta película, lo guiaré a través de los pasos del Vitrolife MEA.

Tomado y traducido del blog de Vitrolife, haga click para visitar la publicación original.

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