Hydrogel

La selección del embrión más saludable es uno de los pasos más importantes en la fertilización in vitro (FIV), aunque sigue siendo uno de los más inciertos. Alrededor del 15 por ciento de las parejas en todo el mundo experimentan infertilidad, y las tasas de éxito de la FIV a menudo se mantienen por debajo del 33 por ciento. Un desafío importante es que los embriólogos deben elegir un solo embrión para implantar, basándose en lo que pueden observar bajo un microscopio. Incluso pequeños detalles visuales, como la forma en que se dividen las células o cómo se forman las estructuras internas del embrión, pueden indicar si es probable que conduzca a un embarazo saludable. Por lo tanto, una imagen nítida es esencial.

Con este objetivo en mente, los investigadores han explorado nuevos recipientes “pozo del pozo” (WOW, por sus siglas en inglés), que utilizan pequeños micro-pozos 3D en lugar de placas planas. Estos micro-pozos pueden favorecer un desarrollo embrionario más natural, pero tienen un inconveniente importante: interfieren con la óptica. Los plásticos y los materiales a base de silicona que se utilizan habitualmente para construir los pozos doblan la luz de forma diferente al medio de cultivo líquido que rodea al embrión. Esta discrepancia crea regiones borrosas, bordes deformados y crestas visibles que oscurecen los detalles finos. Como resultado, los embriólogos deben elegir entre permitir que los embriones crezcan en un entorno más favorable o poder verlos con claridad, un compromiso imposible en un campo donde cada detalle es importante.

Como se informa en Biophotonics Discovery, un equipo de la Universidad de Vanderbilt ha desarrollado recientemente una solución prometedora fabricando recipientes WOW a partir de agarosa, un hidrogel compuesto principalmente por agua. Debido a que la agarosa tiene un índice de refracción óptica casi igual al del medio de cultivo, la luz atraviesa el recipiente sin doblarse ni dispersarse. En la práctica, la estructura 3D se vuelve casi ópticamente “invisible”, lo que permite a los microscopios capturar imágenes nítidas y sin distorsiones.

Para probar su enfoque, los investigadores compararon los nuevos recipientes de agarosa con las versiones tradicionales de PDMS. Comenzaron con evaluaciones ópticas utilizando microesferas diminutas para verificar la resolución y la precisión geométrica. En los recipientes de PDMS, las crestas del proceso de fabricación deformaban visiblemente la imagen, mientras que en los recipientes de agarosa esas crestas casi desaparecían. Los detalles que antes estaban borrosos o interrumpidos se volvieron nítidos.

Para una medición más rigurosa, el equipo empleó un sensor de frente de onda Shack–Hartmann, que rastrea cómo cambian de forma las ondas de luz al pasar a través de un material. El sensor reveló que los recipientes de PDMS introducían distorsiones pronunciadas y complejas, conocidas como aberraciones de orden superior. En contraste, los recipientes de agarosa produjeron patrones de frente de onda casi idénticos a los observados al visualizar a través de una placa de Petri plana estándar. Esto confirmó que el hidrogel añadió casi ninguna interferencia óptica.

Por supuesto, una imagen nítida tendría poco sentido si los embriones no pudieran crecer bien en el nuevo dispositivo. Para abordar esto, el equipo cultivó embriones de ratón en los recipientes de agarosa y encontró un desarrollo normal, que coincide con lo que se observa habitualmente en los sistemas de cultivo establecidos. Las imágenes microscópicas mostraron que las estructuras dentro de los embriones se resolvieron con nitidez, destacando las características internas finas que son importantes para la clasificación.

Con este desarrollo, se ha eliminado una importante barrera para la adopción de la cultura en micro-pozos 3D. El diseño basado en agarosa permite a los embriólogos utilizar recipientes que promueven un crecimiento más saludable sin sacrificar la visibilidad. La combinación de estas ventajas podría mejorar la precisión de la selección de embriones y, en última instancia, contribuir a tasas de embarazo más altas para las pacientes que se someten a FIV.