Download Capítulo 4 - Dr. SADEK BESERENI KARAZ

IMPLANTACIÓN EMBRIONARIA
CAPÍTULO
8
Sadek Besereni
La implantación humana es un proceso complejo que requiere una sincronización entre el embrión y un endometrio
receptivo, lo cual depende de un sistema endocrino integral
entre la madre y el feto, y comprende una serie de procesos
neuroendocrinológicos y metabólicos. (1, 2)
Esta regulación hormonal actúa sobre el desarrollo embrionario intrauterino desde antes de la implantación y sin influencia de señales maternas (regulación autocrina) (3); sin embargo, para continuar su desarrollo, es esencial una intercomunicación con el endometrio materno, debiendo existir una
estrecha sincronización entre el desarrollo endometrial y el
blastocisto para lograr una implantación exitosa (regulación
paracrina), sin excluir la multitud de factores que actúan de
manera sistémica (regulación endocrina) (Figura 8.1). (4)
Es bien conocido el papel de los esteroides ováricos en la
implantación, pero no son estas hormonas los efectores finales,
sino que desencadenan una cascada de sucesos moleculares
paracrinos intermedios que actúan a escala local entre el
endometrio y el embrión, con la participación de citocinas,
quimiocinas, factores de crecimiento, moléculas de adhesión y
antiadhesión, y proteinasas. (5)
La adecuada implantación del embrión es crucial para su
supervivencia. Apenas un tercio de los ciclos fértiles termina
en embarazo; entre 22% y 24,6% de los embriones no finaliza
la implantación (aborto preclínico o embarazo bioquímico) y
hasta 31% presenta una implantación anormal que termina en
aborto clínico. (6,7) Por ello, la continuidad de la especie
humana depende en gran parte del correcto funcionamiento de
este proceso.
Entonces, conocer los acontecimientos implicados en la
implantación embrionaria contribuirá a entender los mecanismos que controlan la reproducción humana y a mejorar la eficiencia de las técnicas de reproducción asistida, al punto que la
implantación embrionaria es considerada la última frontera en
medicina reproductiva.
IMPLANTACIÓN
La implantación embrionaria, conocida también como
nidación, es el proceso mediante el cual el embrión, en estadio
de blastocisto, se aloja en el endometrio materno para continuar su desarrollo. El sitio natural de la implantación embrionaria humana es el tercio medio y superior de la pared posterior del útero(Figura 8.2). (8, 9)
Durante este proceso debe existir un diálogo entre el trofoblasto embrionario y el endometrio materno. El período en el
que se produce este diálogo debe suceder de manera sincronizada entre el embrión, en estadio de blastocisto, y un momento específico del ciclo menstrual considerado como el período
de máxima receptividad uterina, denominado ventana de
implantación que, en la especie humana, se extiende desde el
día 6 hasta el 10 después de la ovulación. (10, 11) Sin embargo, en los ciclos estimulados con gonadotropinas exógenas,
esta ventana se adelanta entre los días 17 a 19 del ciclo. (12)
El proceso de implantación transcurre a su vez en cuatro
procesos consecutivos que se desarrollan en dos períodos: un
período preimplantatorio, durante el cual ocurre la aposición, y
un período implantatorio que incluye los procesos de adhesión,
intrusión e invasión (Figura 8.3).
HB - EGF,
LIF
regulación
autocrina
Ovario
lación endocrin
regu
a
regulación end
ocri
reg ulac
ión
regulación
autocrina
receptor
IL-1
ón paracrina
pa
ra
cri
na
i
ulac
reg
IL - 1α
IL - 1ß
IL - 1ra
na
blastocisto
Cuerpo
lúteo
Endometrio
Figura 8.1 Regulación hormonal de la implantación.
Figura 8.2 Sitio habitual de implantación. Saco gestacional ubicado a nivel
fúndico - posterior del útero.
125
II
PROCESOS FISIOLÓGICOS DE LA REPRODUCCIÓN
a
Blastocisto
b
Endometrio
•
c
d
•
Figura 8.3 Proceso de implantación: a) aposición; b) adhesión; c) intrusión;
d) invasión.
Período preimplantatorio
Durante este período, se producen las modificaciones
específicas en el endometrio, que lo harán receptivo para la
nidación del blastocisto. Al mismo tiempo, éste también se irá
transformando hasta eclosionar, lo que permite la aposición.
Preparación del endometrio
Clásicamente, el endometrio ha sido reconocido como
órgano blanco de las hormonas esteroideas. En la fase folicular
del ciclo menstrual, el endometrio prolifera y crece bajo efecto
del estradiol. Después de la ovulación, la secreción de progesterona produce importantes cambios en el endometrio, y lo
prepara para la implantación (fase secretora del ciclo menstrual).
Sin embargo, existen mediadores de estas hormonas derivados de los tipos celulares que se encuentran en el endometrio.
Estos mediadores incluyen los factores de crecimiento y las
citocinas, familias de péptidos y proteínas, que actúan sobre las
células vecinas (efecto paracrino) o en las propias células (efecto autocrino), y se unen a receptores específicos de la superficie celular, lo cual ocasiona una respuesta celular que en el
endometrio induce la estimulación de la mitosis y su diferenciación. (13, 14)
Durante la fase folicular del ciclo menstrual, el estradiol
induce la secreción de citocinas que modulan de manera continua la mitosis en las glándulas, estroma, músculo liso vascular y en las células endoteliales, (14) lo que logra que el endometrio crezca hasta alcanzar un espesor de 8 mm a 12 mm,
condición ésta favorable para la implantación. (15)
Entre los mediadores involucrados en esta fase mitogénica
se encuentran:
•
126
Los miembros de la familia del factor de crecimiento
epidérmico (EGF), como el factor de crecimiento transformador α (TGF-α), la heparina fijadora del factor de
crecimiento similar al EGF (HB-EGF), anfirregulina y
•
betacelulina. Los receptores para la familia de EGF
tienen su pico máximo al final de la fase proliferativa
(justo antes de la ovulación) y junto con el estradiol, o
bien solos, estimulan la proliferación epitelial y del
estroma y, posiblemente, su diferenciación. (16)
La familia de los factores de crecimiento insulinosímiles (IGF-1, IGF-2) también estimula la mitosis de
las células endometriales y su diferenciación. El estradiol induce la expresión del gen IGF-1 en el epitelio
mientras que la progesterona lo induce en el estroma. La
expresión del IGF-2 es inducida por la progesterona y se
produce de forma abundante en el endometrio secretor
medio-tardío (jugando papel importante en el inicio del
embarazo o, en su defecto, en la caída menstrual). Las
proteínas fijadoras, específicamente la IGFBP-5, facilitan el transporte de las IGF desde su lugar de síntesis a
su lugar de acción en la fase proliferativa. (17)
Otro mediador que estimula la mitosis de las células del
estroma endometrial es la familia del factor de crecimiento fibroblástico (FGF), proteína angiogénica y
altamente mitogénica en las células endoteliales capilares. (18)
El factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) es
un factor angiogénico inducido por el estradiol que también tiene acción mitogénica en las células endoteliales
y se expresa en las glándulas del endometrio humano y
en el estroma; es, por tanto, un modulador paracrino
importante en la implantación y mantenimiento del
embarazo. (19)
Después de la ovulación y con la producción de progesterona por parte del cuerpo lúteo, las células estromales del
endometrio se diferencian en células predeciduales y las glándulas empiezan a secretar carbohidratos y proteínas. Entonces,
en la fase secretora aparece otro grupo de citocinas y factores
de crecimiento que intervienen en la diferenciación del endometrio y facilitan la iniciación de la implantación. (13, 14)
Los cambios morfológicos que se describen en el endometrio secretor son: a) disminución progresiva de la mitosis; b)
aparición de vacuolas basales en el epitelio endometrial, ricas
en glucógeno; c) edema en el estroma y d) reacción decidual e
infiltración leucocitaria. (20)
El endometrio secretor sufre, entonces, una decidualización, que incluye expansión y reorganización vascular, con
aumento de la permeabilidad en el sitio de implantación. Esta
angiogénesis es llevada a cabo 24 horas antes de la aposición
física del blastocisto (aunque este proceso puede ocurrir sin
implantación embrionaria). (21)
Sin embargo, la receptividad endometrial es precedida por
la formación de pinópodos o pinopodios en la superficie
epitelial, los cuales se manifiestan únicamente durante la ventana de implantación. (22-24) Bajo la influencia de la progesterona, se produce pérdida de microvellosidades endometriales,
edematización en las células del epitelio, absorción de fluidos
(pinocitosis) y macromoléculas (endocitosis) presentes en la
cavidad uterina, lo que lleva a la aparición de los pinópodos.
Todo este proceso hace que las paredes del útero favorezcan el
contacto del blastocisto con el epitelio endometrial.
CAPÍTULO
IMPLANTACIÓN EMBRIONARIA
Entre los mediadores involucrados en la fase secretora del
ciclo menstrual se encuentran:
•
•
•
El factor de crecimiento de los queratinocitos (KGF), el
cual es un modulador paracrino del crecimiento epitelial
mediado principalmente por la progesterona. (25)
El interferón gamma (IFNγ), que participa en las interacciones paracrinas con las células linfoides en la basal,
inhibiendo la proliferación endometrial a este nivel.
(26)
El factor de necrosis tumoral α (TNFα) interviene,
mediante mecanismos autocrinos y paracrinos, en la
apoptosis del epitelio endometrial durante la fase secretora y su regulación es aportada tanto por el estradiol
como por la progesterona. (27)
Entonces, las modificaciones que ocurren en esta fase son,
según su localización:
1. Epitelio luminal o superficial: producción de receptores
específicos para la interleucina-1 (IL-1). Se ha demostrado que tanto los receptores como la IL-1 aumentan
durante el período periimplantatorio y cumplen un
papel fundamental en la implantación, al modular los
eventos paracrinos/autocrinos en las células endometriales. (28)
2. Epitelio glandular: producción de la proteína endometrial asociada a la progesterona (PEP) desde el día 5
posovulación, con su máxima secreción al final de la
fase lútea. También es conocida como glucodelina α2
(α-2 PEG) y como PP14 (Placental Protein 14, nombre
erróneo debido a que se trata de un producto decidual).
Sus niveles pueden ser incrementados por la progesterona oral micronizada y actúa, de manera paracrina,
como inmunosupresor. (29-31)
3. Células del estroma: sufren cambios morfológicos y
funcionales que conforman la decidualización. El estroma está constituido por células fibroblásticas y, a partir
del día 4 posovulatorio, secretan IGFBP-1. Su secreción
es regulada por la progesterona. (32)
4. Vasos: los primeros cambios implican un aumento de la
permeabilidad capilar en el lugar donde se producirá la
invasión. La reacción ocurre 24 horas antes del contacto real entre el blastocisto y el endometrio, (21) desencadenada ésta por la producción local de prostaglandinas (PG) E2 y F2α bajo regulación del complejo enzimático de la ciclooxigenasa (COX). (33) Las concentraciones de PGE2 y PGF2α se encuentran elevadas en el
sitio de la implantación y la unión de éstas a receptores
específicos de la proteína G (GPCRs) desencadena
mecanismos autocrinos/paracrinos que activan los cambios en el endometrio, los cuales son claves para la
implantación. (34) Se sabe que inhibidores de la síntesis de prostaglandinas, como la indometacina, alteran el
aumento local de la permeabilidad vascular al bloquear
o retrasar la implantación, efecto revertido mediante la
administración de prostaglandinas. (35)
Otro factor involucrado a este nivel por sus propiedades
vasodilatadoras es el factor activador de las plaquetas, (36) el
8
cual desencadena la producción de prostaglandinas potenciando el efecto vascular durante la implantación. (37) El PAF es
producido tanto por el embrión como por las células del estroma endometrial, donde su concentración es elevada por acción
de la progesterona y PGE2. (36-38) Los cambios vasculares
locales inducidos por el PAF y la PGE2 desempeñan un papel
importante para los siguientes procesos: intrusión e invasión,
puesto que producen un edema en el estroma lo cual expande
el volumen de las células deciduales, Y ofrecen así un intersticio laxo para la invasión del trofoblasto. (34, 35)
Preparación del blastocisto
Para que ocurra la implantación, es indispensable la rotura
de la zona pelúcida (ZP) y consecuente eclosión del blastocisto o hatching. Entre los días 4 a 5, posterior a la fecundación,
el embrión (mórula) entra en la cavidad uterina y el blastocisto
eclosiona (o se extrude) de la ZP; se implanta el día 6, posterior a la fecundación. El blastocisto es capaz de romper la ZP
en el interior del útero, en el laboratorio (in vitro), o en lugares
ectópicos, lo que indica que no necesita de la participación
obligada del endometrio; aunque, en estas condiciones, se
retrasa un día. La rotura de la ZP no confiere al blastocisto capacidad de adhesión, ésta es alcanzada en un período que oscila
entre minutos y horas posteriores a la eclosión (Figura 8.4).
(39)
Aposición
Durante este proceso (día 6, posovulación), el blastocisto
mide entre 300 y 400 mm, y la luz uterina es prácticamente virtual. El blastocisto orienta su polo embrionario, donde se localiza la masa celular interna (IMC), hacia la superficie del epitelio endometrial y se posiciona habitualmente en una zona
determinada del útero (tercio medio y superior de la pared posterior) donde se va a desarrollar el trofoblasto invasor (lugar
donde se localizará la placenta) (Figura 8.5). (8, 9, 39)
La progesterona, junto con el estradiol, la IL-1 y el TNFα,
regulan la concentración de las citocinas o quimiocinas: IL-8
(interleucina 8), proteína quimiotáctica de monolitos (Monocyte Chemotactic Protein-1- (MCP-1) y RANTES, producidas
por las células del epitelio y del estroma endometrial, las cuales
inducen la infiltración de células inmunológicas a este nivel,
Figura 8.4 Eclosión del blastocisto (hatching).
127
II
PROCESOS FISIOLÓGICOS DE LA REPRODUCCIÓN
principalmente las células citolíticas naturales (NK), macrófagos y linfocitos T; por lo tanto, un desequilibrio en la expresión
de estas citocinas o quimiocinas contribuye a una proliferación
celular incontrolada, y altera, además, la migración e invasión
celular durante la implantación. También se ha señalado que
estas quimiocinas intervienen en la angiogénesis, apoptosis,
proliferación y diferenciación endometrial. (40, 41) Estas citocinas o quimiocinas también están reguladas por señales procedentes del embrión humano (regulación paracrina). (20, 40)
Período implantatorio
Adhesión
Durante la ventana de implantación, el blastocisto debe
adherirse al epitelio endometrial, siendo esto imposible en el
resto del ciclo menstrual. (10, 24) Del mismo modo, se ha
demostrado que para una exitosa adhesión, es necesario un
óptimo ambiente hormonal. (42)
Al contactar la superficie endometrial, el embrión se encuentra con el glucocáliz epitelial, uno de cuyos componentes
es la mucina asociada a la membrana (MUC-1). (43) La expresión y producción de esta molécula en el epitelio endometrial
es regulada por la progesterona. (44)
Aunque ha sido planteado que la MUC-1 funciona como
molécula de antiadhesión debido a su elevado peso molecular
y gran volumen, por ser el principal constituyente de moco y
por incrementar la carga negativa del epitelio, (45) otras
fuentes refieren que el embrión induce un aumento de su producción en el endometrio, lo que sugiere que la MUC-1 puede
actuar como primer anclaje del embrión en el epitelio endometrial. (46, 47)
Estudios recientes establecen que en el humano no ocurre
pérdida de MUC-1 durante la implantación, como en otras
especies; por el contrario, se plantea que la adhesión embrionaria ocurre mediante la expresión de L-selectina en la superficie del blastocisto, la cual, al unirse a su receptor en la
MUC-1 de la superficie endometrial, favorece la adhesión
embrionaria. (48)
Por su parte, las integrinas son otras moléculas que intervienen en la adhesión del trofoblasto al endometrio. Son glicoproteínas que tienen un pico de expresión específico durante la
ventana de implantación y están reguladas tanto por la progesterona como por citocinas o quimiocinas. Se conoce la existencia de varias subunidades α y varias subunidades ß de integrinas, las cuales actúan mediante dímeros de estas subunidades
que se unen a receptores o ligandos específicos, que poseen
una secuencia específica del tripéptido arginina-glicina-aspártico o RGD. Asimismo, están presentes en distintas matrices
extracelulares como la fibronectina, osteopontina, laminina,
vitronectina, entactina, colágeno, etc. (49-51)
En el epitelio endometrial existe una coexpresión de las
subunidades α1, αv, α4 y ß3 (considerados como marcadores
de la receptividad endometrial) durante la ventana de implantación. Se sugiere que la apertura de la ventana depende de la
subunidad ß3, la cual aparece después del día 19 del ciclo (día
5 de la ovulación), pues esta integrina casi nunca se halla en las
células epiteliales; además, cuando ocurre fecundación, es
expresada por el trofoectodermo humano, lo que apoya esta
idea. (52, 53)
Entre tanto, la α4 ya no se detecta para el día 24 del ciclo
(día 10 de la ovulación), lo que indica que su desaparición cierra la ventana de implantación. Además, la presencia de α1
durante este período está relacionada con baja fertilidad. Por
otro lado, la escasez de la expresión del dímero αvß3 durante
la fase lútea media da lugar a un efecto perjudicial para la
implantación del blastocisto. (52-54) Por ello, las nuevas moléculas multivalentes con terminal RGD, producidas sintéticamente, pudieran tener un efecto promisorio como agonistas o
antagonistas de la adhesión celular mediada por la αvß3, lo que
permitiría en poco tiempo alcanzar alternativas terapéuticas en
busca de mejorar las tasas de implantación; así como también
su efecto contrario, es decir, como anticonceptivos. (51)
Otros hallazgos sugieren que el paso inicial de la adhesión
embrionaria es ejercido por la trofinina, molécula que regula la
adherencia hemofílica y apical entre las células trofoblásticas y
las células epiteliales del endometrio. (55)
masa celular interna
ción
ula
eg
par acrina
Células
epiteliales
ción
ul a
reg
Células
epiteliales
a
endometrio
Estroma
endometrial
Estroma
endometrial
IL - 1ra
RGD
NK
Figura 8.5 Período preimplantatorio: aposición.
128
r
NK
in
NK
par
ac
r
Integrinas
IL - 1β
CSF - 1
LIF
MCP-1
RANTES
IL-8 MUC - 1
blastocisto
regula ción pa
rac
r
regula c
ió n
E2
IL - 1
TNF α
p aracrina
LIF
Blastocisto
a
in
progesterona (P4)
endometrio
Figura 8.6 Período implantatorio: adhesión.
MUC - 1
CAPÍTULO
IMPLANTACIÓN EMBRIONARIA
Un factor adicional, determinante para el período de receptividad uterina al blastocisto es la disminución de la carga negativa en el epitelio luminal endometrial, ejercido por la progesterona durante la fase secretora. Esto hace deducir que los
episodios de adhesión y fijación del blastocisto al endometrio
están aumentados por la reducción de las cargas repulsivas.
(56)
Por otro lado, se ha determinado que las citocinas son factores esenciales durante esta fase. Existen reportes de que el
factor estimulante de colonias tipo 1 (CSF-1) y el factor inhibidor de la leucemia (LIF) están incrementados en el endometrio
durante la fase secretora, más específicamente durante la ventana de implantación. (5, 57) Entonces, cuando estas citocinas
están ausentes, los blastocistos son incapaces de adherirse (57);
de hecho, el uso de LIF recombinante pudiera ayudar a mejorar las tasas de implantación en mujeres con infertilidad inexplicada. (58)
El sistema de la interleucina-1 (IL-1) también está implicado en esta fase. Este sistema es un regulador importante de las
interacciones celulares locales durante la implantación embrionaria, pues ajusta la expresión de IL-1ß y de IL-1ra (IL1receptor antagonist - antagonista natural de este sistema), a
través de la acción de las células estromales, para favorecer el
proceso de adhesión (Figura 8.6). (59)
Intrusión – ruptura de la barrera epitelial
Algunos autores consideran que existe un proceso adicional, entre la adhesión y la invasión. Este proceso intermedio,
denominado implantación intrusiva en otras especies, consiste
en la penetración de las células trofoblásticas entre las células
epiteliales, para poder alcanzar y atravesar la membrana basal
del epitelio antes de introducirse en el estroma endometrial.
(60)
8
En el humano, este proceso se conoce como implantación
por desplazamiento y sucede cuando las células trofoblásticas
separan las células epiteliales para poder entrar en contacto
directo con la membrana basal, atravesarla, y llegar al estroma.
(60) Así, el epitelio endometrial se comportaría como una barrera y el embrión, para traspasarla, debe inducir la apoptosis
de estas células epiteliales, interviniendo en este proceso el
TGF-ß (61) y el sistema Fas. (62) Se ha reportado que la
molécula efectora de este sistema (ligando) está presente en el
trofoectodermo y el receptor Fas (conocido también como
CD95), el cual se halla en la superficie apical de las células
epiteliales del endometrio. El bloqueo de la implantación mediante la neutralización del sistema Fas con anticuerpos antiCD95 evidencia el papel de este receptor en la implantación
(Figura 8.7). (62)
p aracrin
ión
a
receptor Fas
(CD95)
rina
ac
ar
reg
ul
TGF - ß
regula ción p
Estroma endometrial
ac
Células
epiteliales
blastocisto
endometrio
Figura 8.7 Período implantatorio: intrusión.
129
II
PROCESOS FISIOLÓGICOS DE LA REPRODUCCIÓN
Invasión
Durante este proceso, las células trofoblásticas, luego de
degradar la membrana basal del epitelio endometrial, migran
por el interior del estroma para finalmente invadir los vasos
maternos y establecer la placentación.
•
El proceso de invasión se lleva a cabo mediante la acción de
proteasas (enzimas proteolíticas) que se encuentran unidas a la
membrana del trofoblasto o son secretadas en el espacio extracelular, como las serinaproteasas, metaloproteasas y colagenasas. (63)
•
Se describen varios sistemas enzimáticos (proteasa–inhibidor) en el proceso de invasión:
•
•
El sistema compuesto por el activador del plasminógeno,
de tipo uroquinasa (u-PA) y su inhibidor, el activador del
plasminógeno-1 (PAI-1). Este sistema cataliza la conversión del plasminógeno a plasmina, lo que implica una
amplia actividad proteolítica para degradar la matriz extracelular; esto permite la migración e invasión celular por
parte del blastocisto. El trofoblasto produce u-PA y tiene
receptores para esta proteasa.
Se ha reportado que el complejo uPA/uPAR tiene un rol
crucial en la proteólisis, dependiente de la plasmina, que
ocurre en la superficie del trofoblasto. La progesterona regula positivamente el PAI-1 en el estroma, lo que produce
un descenso de la actividad del u-PA, y regula así la
invasión del trofoblasto. (64-66)
Las metaloproteinasas de la matriz (MMP) poseen actividad proteolítica mediante la cual degradan la matriz
extracelular localizada entre las células del estroma. Están
compuestas por tres grupos: colagenasas, gelatinasas y
estromalisinas. De manera específica, las MMP-9 son las
que tienen mayor capacidad de degradar las membranas
basales. Su actividad es regulada por los inhidores tisulares
de las metaloproteinasas de la matriz (TIMP). (67)
La LRP, proteína relacionada con los receptores de la
lipoproteína de baja densidad (LDL), desempeña un papel
en la regulación y reciclaje de la actividad del sistema de
las urocinasas (uPA – PAI-1) en los trofoblastos humanos,
esencial para la implantación. (68)
Por otro lado, el TGF-ß, producido por la decidua, es capaz
de transformar el citotrofoblasto invasor en sincitiotrofoblasto
no invasor, además de inducir la producción de PAI-1 y TIMP
en el trofoblasto, lo que limita la acción de las proteasas. De
esta manera, la acción invasiva del trofoblasto es modulada por
la acción controladora del útero. (69, 70)
Este proceso de migración y ulterior invasión del trofoblasto se asocia, conjuntamente, a cambios predecibles de integrinas específicas sobre su membrana. De esta manera, la fijación
Células
epiteliales
blastocisto
Estroma endometrial
u-PA/u-PAR
MMP
PAI-1
TIMP
endometrio
proteinasas
TGF-β
Figura 8.8 Período implantatorio: invasión.
130
LRP
CAPÍTULO
IMPLANTACIÓN EMBRIONARIA
de proteínas específicas de la matriz extracelular a sus receptores de integrinas sobre la membrana celular del trofoblasto
también puede regular la actividad migratoria celular (Figura
8.8). (51)
EL CUERPO LÚTEO EN LA
IMPLANTACIÓN EMBRIONARIA
El cuerpo lúteo (CL) es una glándula endocrina transitoria
derivada de la ruptura del folículo ovárico, el cual presenta
cambios morfológicos denominados luteinización. La importancia del CL radica en la producción de hormonas esteroideas
(estradiol, progesterona y andrógenos) necesarias para la regulación del ciclo ovárico, transporte de gametos, fecundación,
transporte embrionario, implantación y mantenimiento del embarazo. (71)
El balance entre factores luteotróficos y luteolíticos
mantiene el funcionamiento del CL. La hormona luteinizante
(LH) y la HCG (gonadotropina coriónica humana) están implicadas en la regulación endocrina del CL; mientras que en la
regulación paracrina intervienen el estradiol, citocinas (IL-1,
TNFα, IGF-1) y prostaglandinas. (72)
La LH y la HCG son los principales factores luteotrópicos.
La LH (de origen hipofisiario) interviene principalmente en la
fase lútea inicial. Así la interrupción de la pulsatilidad de la
LH, mediante la administración de un antagonista de la GnRH,
está asociada a un descenso significativo de la progesterona,
estradiol e inhibina, seguido de luteólisis y menstruación. (71,
72)
Durante la fase lútea media, los niveles crecientes de progesterona alcanzan un pico hacia los días 7 a 8 del aumento de
la LH, lo que coincide con la ventana de implantación. En ese
momento, el blastocisto implantado se comunica con el CL
mediante la producción de HCG, la cual es sintetizada por el
sincitiotrofoblasto y detectable a los 8 días del pico de LH; esto
estimula la producción de hormonas esteroideas hasta la semana 8, cuando la placenta toma el relevo. (71, 72) No obstante, existen reportes que sugieren la existencia de otros factores (probablemente de origen embrionario) involucrados en
el mantenimiento del CL durante la gestación. (73)
Por otra parte, la HCG parece ser la responsable de la
biosíntesis y secreción de relaxina e inhibina por parte del CL.
Estas proteínas, en combinación con las hormonas esteroideas,
reducen la actividad uterina (la relaxina) y suprimen la secreción de FSH en el inicio de la gestación (la inhibina). (72)
IMPLICACIONES CLÍNICAS DE LA
IMPLANTACIÓN
Las alteraciones en el proceso de implantación embrionaria pueden llevar a las siguientes entidades clínicas:
Aborto recurrente
Una de las explicaciones para esta entidad se relaciona con
la marcada disminución de MUC-1 reportada en el endometrio
secretor de mujeres con aborto recurrente. Esta glicoproteína
impide la implantación de embriones anormales, por lo que su
8
disminución podría estar permitiendo la implantación de estos
embriones que terminan en aborto. (74)
Pérdida gestacional precoz
La ß-HCG sérica o en orina representa el marcador más
precoz y fiable de implantación embrionaria, siendo detectable
a escasas horas de ocurrida ésta durante la ventana de implantación, es decir, entre los días 21 y 25 del ciclo menstrual,
mucho antes de poder ser evidenciada por ecografía.
La pérdida gestacional precoz en ciclos naturales se produce cuando la menstruación sobreviene en el día esperado,
aunque con una elevación de la ß-HCG, (7, 75, 76) por lo que
el embarazo no es sospechado por la paciente (gestación bioquímica o aborto preclínico) a menos que se realice la prueba
de ß-HCG sérica o en orina. La incidencia de esta entidad está
entre 31% y 36% (6, 7); sin embargo, en programas de ovodonación es mayor (70,6%), (77) lo que sugiere que, en esos
casos, la receptividad endometrial es menor a la esperada.
La etiología de estos embarazos no evolutivos es multifactorial y su contribución real a la esterilidad de origen desconocido sigue siendo controvertida. (78)
Falla de implantación
Ocurre cuando en tres ciclos de fecundación in vitro (FIV)
o de donación de ovocitos se transfieren embriones de buena
calidad morfológica y no se consigue gestación. (79) Esta
situación puede originarse tanto por la existencia de algún
defecto endometrial, como por una mala calidad embrionaria
(no detectable morfológicamente). De igual manera, una falta
de sincronización entre el desarrollo embrionario y la
cronología endometrial puede llevar a un fallo de la implantación. (80)
En lo que respecta al embrión, las anomalías cromosómicas
constituyen el principal factor involucrado en el fallo de
implantación, siendo las aneuploidias las que tienen mayor
incidencia (hasta 50%). (81-83) En su mayoría, estas últimas
son incompatibles con el desarrollo y son consideradas como
las responsables de un alto porcentaje de los abortos espontáneos. (82) Sin embargo, se ha demostrado que entre 34% (84)
y 40% (83) de los embriones genéticamente anormales llegan
a blastocistos, por lo que en la selección de embriones “morfológicamente normales” para la transferencia, pueden presentarse anomalías cromosómicas y, en consecuencia, falla de
implantación.
No obstante, con la introducción del diagnóstico genético
preimplantacional (PGD) y el análisis cromosómico por hibridación fluorescente in situ (FISH) (85) se ha intentado seleccionar embriones para la transferencia, pero no parece tener
ventaja clínica relevante, (86) lo que hace suponer que existen
otros factores involucrados en el fallo de implantación.
En cuanto al desarrollo del endometrio, éste puede afectarse por los altos niveles de estradiol que se producen en los
ciclos de reproducción asistida, específicamente, cuando
superan los 2.500 pg/mL el día de la aplicación de la HCG (día
0), lo que altera así la receptividad uterina con consecuente disminución de la implantación. (87, 88) El mecanismo de este
131
II
PROCESOS FISIOLÓGICOS DE LA REPRODUCCIÓN
efecto antiimplantatorio está determinado por la influencia del
estradiol sobre las citoquinas e integrinas y parece independiente de la calidad ovocitaria-embrionaria, lo cual queda
demostrado por la buena implantación de los embriones,
derivados de ovocitos de altas respondedoras, en las pacientes
receptoras. Además, el coeficiente estradiol/progesterona en
los días 4, 5 y 6, posteriores a la administración de HCG (período de la ventana de implantación), se encuentra elevado a
expensas del estradiol, y niveles superiores a 1.500 pg/mL presentan tasas de implantación y de gestación nulas. (88)
Coriocarcinoma
La invasión en la placentación hemocorial es similar a la
que se produce en los tumores malignos; sin embargo, a diferencia de éstos, en un embarazo normal este proceso es
autolimitado y controlado tanto por el trofoblasto como por el
útero. Si por el contrario, la invasión del trofoblasto se hace
incontrolada, se produce el coriocarcinoma: tumor maligno
altamente metastásico. (18)
Otra situación que produce asincronía del desarrollo endometrial en los ciclos de reproducción asistida, es la luteinización prematura que puede ocurrir, incluso, empleando
supresión hipofisiaria con análogos de la GnRH. (89, 90) Se ha
comprobado que niveles de progesterona mayor de 0,5 ng/mL
determinados el día de la administración de HCG están asociados con una reducción estadísticamente significativa de la
tasa de embarazos en FIV, (90) ya que se adelanta el cierre de
la ventana de implantación, al punto de que cuando el embrión
llegue al estadio de blastocisto, será tarde para la implantación.
ALTERNATIVAS PARA MEJORAR LA
IMPLANTACIÓN
Se necesita una perfecta sincronización entre el desarrollo
embrionario y la cronología endometrial para que entre ambos
pueda producirse el diálogo que permite la implantación, siendo el blastocisto el que inicie este diálogo paracrino en respuesta al endometrio. (91) Es importante señalar que esta asincronía
también puede ser causada por las condiciones de cultivo in
vitro que retrasan el desarrollo embrionario, o bien porque los
embriones son transferidos demasiado pronto (antes de que el
endometrio alcance su receptividad óptima), por lo que se ha
propuesto la administración de progesterona 10 horas antes de
la aplicación de la HCG, para mejorar la receptividad uterina.
(92)
Mediante la utilización de un régimen de step-down, en el
que se disminuye gradualmente la concentración de gonadotropinas, se puede limitar la producción de los folículos para
reclutar un menor número de ovocitos. Con ello, se busca disminuir los niveles suprafisiológicos de estradiol en las pacientes altas respondedoras durante el período preimplantatorio, con lo que se consigue elevar las tasas de gestación. (98)
Otras posibles causas del fallo de implantación son: un
defecto en la producción de sustancias embriotróficas por parte
del endometrio (debido a los altos niveles de esteroides ováricos que se presentan en los ciclos de reproducción asistida) o,
por otro lado, la secreción endometrial de sustancias tóxicas
(endotoxinas bacterianas) que provocan una mayor fragmentación del embrión, y reducen tanto su viabilidad como la
apoptosis del trofoblasto, con consecuente expulsión del
embrión. (93) Por tanto, el endometrio también puede comportarse de forma hostil o embriotóxica. Esta situación puede,
asimismo, presentarse in vitro en los medios de cultivo, motivo
por el cual los laboratorios de reproducción asistida implementan medidas de control de calidad para optimizar sus resultados. (94)
Preeclampsia
Se asocia a una alteración del proceso de invasión. Ocurre
cuando el citotrofoblasto invade superficialmente el endotelio
vascular de las arteriolas espiraladas, debido a defectos en la
expresión de las moléculas de adhesión. (95)
Acretismo placentario
Cuando la concentración PAI-2 en placenta y miometrio es
baja, se inactivan los complejos de uPA/uPAR y, por ende, la
132
invasión citotrofoblástica traspasa la decidua basal y el embrión se inserta en el miometrio. (96) Esta invasión excesiva es
lo que se conoce como acretismo placentario.
Desde el nacimiento del primer bebé probeta, (97) se han
intentado múltiples métodos para mejorar las tasas de
implantación, entre los cuales se expondrán a continuación,
aquéllos dirigidos a optimizar la receptividad endometrial, la
calidad embrionaria y la sincronización del diálogo entre ambos (ajustando el tiempo de la transferencia embrionaria).
Por otra parte, con la administración de progesterona 10
horas antes de la aplicación de la HCG se logra acelerar el
desarrollo del endometrio, y corregir así la asincronía en la
receptividad endometrial que se observa durante los tratamientos de reproducción asistida. (92)
Asimismo, se ha propuesto el cocultivo como técnica para
mejorar las tasas de implantación. En esta técnica se cultivan
los embriones en medios que contengan células humanas o animales, provenientes de las trompas, los ovarios o el endometrio. Estas células aportan al medio condiciones similares a
las que encuentra el embrión durante su desarrollo natural, con
lo cual se optimiza su calidad, lo que permite prolongar el
desarrollo embrionario hasta el estadio de blastocisto y así
disponer de una mejor sincronía cronológica, ya que podría ser
transferido el día 5 posterior a la aspiración, coincidiendo con
la ventana de implantación. (99) Se ha reportado que el efecto
beneficioso del cocultivo no depende del origen de las células
y tampoco es específico para la especie, (100) aunque su uso
es objeto de discusión. (101)
La ovodonación ha sido de gran utilidad en la investigación
del proceso de implantación, (102, 103) particularmente en el
manejo hormonal para la preparación del endometrio en la
paciente receptora, (104) revelando la posibilidad de transformar adecuadamente el endometrio con niveles muy bajos de
estradiol. Esto sugiere que el útero ejerce un papel paracrino y
autocrino independiente a través de citocinas y moléculas de
adhesión, en lugar de depender de una acción directa de las
CAPÍTULO
IMPLANTACIÓN EMBRIONARIA
gonadotropinas. (105) Además, se ha demostrado que la
administración prolongada de estradiol no es perjudicial para el
endometrio, pues una fase proliferativa de hasta 100 días puede
transformarse en secretora una vez administrada la progesterona. (106) Por tanto, el endometrio puede mantenerse en
fase proliferativa mediante la administración continua de 6
mg/día de valerianato de estradiol, para así ampliar y facilitar
el período de sincronización entre receptora y donante en un
programa de ovodonación. (105) Lo anterior corrobora que la
progesterona es la hormona encargada de inducir los cambios
definitivos en el endometrio, necesarios para que ocurra la
implantación embrionaria.
De la misma manera, puede inferirse que el ambiente
endocrino desfavorable observado en la hiperestimulación
ovárica es el responsable del fallo de implantación, puesto que,
en el caso de la ovodonación, el endometrio de la receptora,
quien no ha sido sometida a la hiperestimulación, parece ser
receptivo y no se presentan los fallos de implantación que
aquélla usualmente produce (una vez descartada la mala calidad embrionaria).
Otra técnica propuesta para mejorar las tasas de
implantación es la eclosión asistida, la cual consiste en la disección parcial de la zona pelúcida para favorecer el proceso de
eclosión. (107, 108) Sin embargo, su utilidad es controvertida,
pues estudios prospectivos, doble ciego, no reportan beneficios
en la tasa de implantación. (109)
Actualmente puede emplearse el diagnóstico genético
preimplantación para mejorar la implantación, gracias a que
permite seleccionar los embriones de mejor calidad.
Desde la aparición de las pruebas de ADN, se han alcanzado importantes avances en la identificación de rasgos genéticos, no sólo en células somáticas, sino también en gametos
humanos. Esto se ha logrado amplificando el fragmento de
ADN con la técnica de reacción en cadena de la polimerasa
(PCR). (110) Posteriormente, se hizo posible la extracción de
blastómeras de embriones humanos en división, lo que permitió su análisis genético para identificar mutaciones que causan
enfermedades hereditarias, como la fibrosis quística. Así fue
como se inició el recorrido del PGD. (85, 111)
De esta manera, el PGD puede emplearse para identificar la
presencia de anomalías cromosómicas en los embriones derivados de FIV, lo que permite la transferencia de embriones
genéticamente normales; con ello, se facilita el camino hacia la
tendencia actual, es decir, transferir el mínimo número de
embriones hasta lograr un solo embrión. Al simular un ciclo
fisiológico, se libra a las pacientes de ser sometidas a una
hiperestimulación ovárica y, al mismo tiempo, disminuyen los
costos. No obstante, la transferencia de embriones seleccionados por FISH, por ahora, no parece tener ventaja clínica relevante en relación con la tasa de gestación, (86) lo que hace
suponer que existen otros factores involucrados en el fallo de
implantación.
La transferencia de citoplasma en ovocitos maduros, (112,
113) transferencia nuclear en gametos y embriones, (114, 115)
criopreservación de tejido ovárico (116) y de ovocitos (117) o,
más recientemente, la técnica de vitrificación de ovocitos,
8
(118) y la maduración ovocitaria in vitro (119) son otras técnicas de reproducción asistida que se han intentado para tratar de
mejorar el éxito de la FIV.
Finalmente, bloqueando la implantación, puede lograrse un
método de anticoncepción diferente a la regulación endocrina
del eje hipotálamo-hipófisis-ovario sobre el ciclo menstrual,
que actúe a nivel paracrino sobre el endometrio (efecto antiimplantatorio). (120) Este efecto puede obtenerse usando una
dosis simple de mifepristona (RU-486) durante la ventana de
implantación, lo que produce inhibición del desarrollo y maduración del endometrio. (121) Este resultado también se puede
conseguir con la indometacina; (35) con moléculas sintéticas
multivalentes con terminal RGD antagonistas de la adhesión
celular, mediado por la αvß3, (51) con IL-1ra, (59), con anticuerpos anti-CD95 (62) o con altos niveles de progestágenos
usados como anticoncepción de emergencia. (122)
Con la reproducción asistida, el porcentaje de infertilidad
por causa desconocida está disminuyendo, pues cada vez se
están encontrando las razones que explican la infertilidad, pero
aún queda mucho por investigar y entender cuáles son los
mecanismos que controlan la implantación embrionaria, considerada como la última gran frontera por vencer en medicina reproductiva.
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