Optimizing the efficiency of assisted reproduction procedures in the common marmoset (Callithrix jacchus) improved IVF outcomes

Los científicos han buscado durante mucho tiempo una ventana hacia la mente humana que sea más amplia y clara de lo que los ratones pueden ofrecer. Si bien los roedores son invaluables para la biología básica, sus cerebros y vidas sociales difieren significamente de los nuestros, lo que limita qué tan bien podemos traducir los hallazgos a condiciones humanas como el autismo o la esquizofrenia. Para cerrar esta brecha, los investigadores se han vuelto hacia el marmoset común, un pequeño mono del Nuevo Mundo nativo de Brasil. Estos primates poseen una estructura cerebral y una complejidad social que reflejan a los humanos mucho más de cerca que cualquier otro modelo animal, pero son lo suficientemente pequeños como para ser alojados en entornos de laboratorio estándar y se reproducen rápidamente. Sin embargo, el estudio de estos animales se ha visto obstaculizado por un cuello de botella logístico: crear marmosets modificados genéticamente para modelar enfermedades específicas es increíblemente difícil debido a que sus técnicas de reproducción asistida son ineficientes. Si los científicos no pueden crear estos animales de manera confiable, el potencial para comprender y tratar trastornos neurodesarrollados complejos seguirá fuera de alcance.

Un equipo de investigadores de la Universidad Johns Hopkins ha abordado ahora este obstáculo mediante el refinamiento del proceso de fertilización in vitro para los marmosets. En este procedimiento, los óvulos se recolectan de una hembra, se fertilizan con esperma en un plato de laboratorio y luego se transfieren a una madre sustituta para su desarrollo. El equipo analizó años de datos de su colonia para comprender por qué algunos ciclos tuvieron éxito mientras que otros fallaron. Descubrieron que el tiempo y el entorno hormonal del ciclo eran mucho más críticos de lo que se pensaba anteriormente. Específicamente, encontraron que el éxito de los óvulos fertilizados dependía fuertemente de los niveles de una hormona llamada progesterona al inicio mismo del proceso y del número total de días que la hembra recibió fármacos de fertilidad.

Los investigadores observaron que cuando el nivel de progesterona en la sangre de una hembra permanecía alto después de que se administrara un medicamento específico para reiniciar su ciclo, los embriones resultantes a menudo fallaban en su desarrollo más allá de las etapas iniciales. Parece que un nivel alto de progesterona señala que el cuerpo no está listo para la siguiente fase de desarrollo. Por el contrario, cuando el nivel de progesterona cayó por debajo de un umbral específico de 10 nanogramos por mililitro antes de comenzar la estimulación, las probabilidades de que los embriones alcanzaran la etapa de segmentación —un punto crucial donde la célula única se divide en muchas— aumentaron significamente. Además, el equipo encontró que los ciclos de tratamiento más cortos funcionaban mejor que los más largos. Mientras que los métodos anteriores a menudo implicaban estimular los ovarios durante más de diez días, este nuevo enfoque mostró que un ciclo con una duración de entre siete y nueve días producía un mayor número de óvulos sanos y fertilizados.

Para lograr estos resultados, los científicos ajustaron el cóctel hormonal administrado a los animales. Introdujeron un tipo específico de medicamento, conocido como antagonista de la GnRH, que actúa para evitar que los ovarios liberen los óvulos demasiado pronto, un problema común que arruina un ciclo. Al combinar este bloqueador con una duración más corta de las inyecciones diarias de hormonas, el equipo creó un entorno más controlado para la maduración de los óvulos. Este ajuste no solo mejoró el número de óvulos recolectados, sino que también aumentó el porcentaje que se desarrollaron con éxito en embriones viables. Los datos mostraron una tendencia clara: a medida que los investigadores acortaban el período de estimulación y aseguraban que los niveles de progesterona fueran bajos, la calidad de los embriones mejoraba, lo que conducía a un mayor número de animales alcanzando la etapa de blastocisto, que es el punto de desarrollo justo antes de la implantación en el útero.

La prueba definitiva de estas mejoras se produjo durante la fase de transferencia de embriones. Los investigadores transfirieron tanto embriones frescos como aquellos que habían sido congelados y descongelados posteriormente a madres sustitutas. Los resultados fueron alentadores para ambos grupos. Aproximadamente el 78 por ciento de las sustitutas que portaban embriones frescos mostraron signos de embarazo, mientras que el 75 por ciento de aquellas con embriones congelados hicieron lo mismo. No hubo una diferencia significativa en la probabilidad de embarazo o en la duración de la gestación entre los dos grupos, lo que sugiere que la congelación de los embriones no daña su capacidad de desarrollo. Este es un hallazgo vital porque permite bankear (almacenar) embriones excedentes para uso futuro, en lugar de tener que realizar una cirugía a un animal donante cada vez que se necesita un nuevo sujeto.

El éxito de estos métodos refinados fue confirmado cuando una madre sustituta llevó un embarazo a término, resultando en el nacimiento de un marmoset macho sano. Este nacimiento vivo demuestra que el protocolo optimizado respalda todo el viaje, desde la recolección del óvulo hasta la obtención de una cría viva. Al hacer el proceso más eficiente, los investigadores han reducido el número de procedimientos quirúrgicos requeridos por animal y han disminuido el costo y el tiempo general necesarios para generar estos modelos. Este trabajo no solo mejora una técnica de laboratorio; abre la puerta a una gama más amplia de estudios genéticos. Con una forma más confiable de producir estos animales, los científicos ahora pueden explorar una mayor variedad de modificaciones genéticas, lo que potencialmente conducirá a una comprensión más profunda de los trastornos cerebrales humanos y tratamientos más efectivos.