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Nuevos Avances en los Métodos de
Selección Embrionaria
Dr. Joaquín Moreno
INTRODUCCIÓN A LAS CIÉNCIAS ÓMINCAS
Son ciencias holísticas.
Consideran el mayor nº de variables posibles para posteriormente extraer la
información verdaderamente útil y trabajar en su conjunto.
Nuevo enfoque en la investigación bioquímica y biomédica.
Permiten iniciar los experimentos sin hipótesis de trabajo previas restringidas.
Podemos explorar de forma simultánea diversas vías y rutas metabólicas.
METABOLÓMICA
PROTEÓMICA: el Secretoma Embrionario.
METABOLÓMICA
Objetivo:
analizar el máximo nº posible de metabolítos y seleccionar aquellos que
verdaderamente aporten información útil.
Permite : clasificar muestras
entender mejor los mecanismos bioquímicos
identificar biomarcadores
cuantificar metabolitos en distintos entornos y fluidos biológicos, etc.
Etapas a seguir en un experimento metabolómico:
1.- Diseño del experimento
2.- Medidas analíticas
3.- Procesado de señal
4.- Identificación de biomarcadores.
Distintas Aproximaciones en Metabolómica
1.- Medida de la HUELLA METABOLÓMICA en un entorno biológico determinado.
Utilizamos: espectros de picos obtenidos por RMN o espectroscopia de masas
Objetivo: comparar los espectros de distintas muestras
Observaremos: como se agrupan las muestras.
Nos permitirá: separar individuos sanos de enfermos.
¿Cuáles son las regiones del espectro que provocan la agrupación de muestras?
Si somos capaces de asociarlos a determinados metabolítos,
estaremos identificando los BIOMARCADORES que intervienen en el proceso.
2.- PERFILADO METABOLÓMICO
Seleccionamos “a priori” un conjunto de metabolítos clave en el proceso.
Procesado de la señal
Figura 3. Representación del resultado de un análisis 1D-STOCSY en el que se
muestra la correlación entre dos señales de un espectro RMN de suero que
pertenece a un mismo metabolito
APLICACIONES ACTUALES Y FUTURAS DE LA METABOLÓMICA
Presentes:
1.- Desarrollo de nuevos fármacos.
2.- Monitorización de intervenciones nutricionales.
Cambios provocados por un determinado alimento sobre metabolítos ( Col, Tri )
3.- Monitorización de transplantes de órganos.
Análisis de sangre/orina nos permiten analizar la evolución de algunos
metabolitos predictores de la evolución precoz del transplante (no rechazo).
Estudios avanzados:
4.- Diagnóstico de enfermedades neurológicas, metabólicas y cáncer.
Estudio reciente. La determinación de Sarcosina en orina potencial
Biomarcador del cáncer de próstata.
Futuro:
5.- Medicina Personalizada
6.- Selección Embrionaria en los procedimientos de Reproducción Asistida.
Nuevos Avances en los Métodos de
Selección Embrionaria en FIV
Evaluación del embrión en base a diferentes criterios morfológicos y cinéticos.
No siempre permite determinar adecuadamente su estado fisiológico
No permite detectar la presencia de anomalías cromosómicas y genéticas
La realización de DGP es un procedimiento muy invasivo.
Puede dañar al embrión.
La evaluación morfológica actual de los sigue siendo bastante subjetiva.
Actualmente se buscan nuevos métodos de selección no invasivos que
complementen e incluso puedan llegar a sustituir los actuales
Con los recientes avances en los campos de la Metabolómica, Proteómica
nos podrían proporcionar parámetros medibles de la calidad y potencial de
desarrollo , permitiendo una selección más objetiva y segura del embrión a
transferir.
Métodos actuales de Evaluación Embrionaria
1.- Observación de la morfología basada en diferentes criterios:
Criterios ASEBIR de valoración morfológica de ovocitos, embriones tempranos
y blastocistos humanos. Cuadernos Embriología Clínica ( 2ª edición, 2008 ).
4 categorías embrionarias: A, B, C, D. ( Grado 1,2,3,4 ).
(nº blastómeras, simetria, grado fragmentación, ritmo división, multinucleación…
Es algo intuitivo, subjetivo y sujeto a variaciones intra-observador.
Es la mejor que tenemos actualmente.
No es el mejor indicador de la calidad embrionaria.
No sirve en los casos de enfermedades genéticas.
2.- La aplicación del DGP es un método invasivo .
Actualmente se están desarrollando nuevos Métodos no invasivos de evaluación .
Métodos no invasivos de Selección Embrionaria
- METABOLÓMICA
- PROTEÓMICA . Análisis del Secretoma Embrionario.
- RESPIROMETRIA.
METABOLÓMICA
Se basa en el conocimiento del metabolismo embrionario mediante el análisis
de determinados metabolítos que puedan proporcionarnos información sobre su
viabilidad.
Sustancias que consumen o expulsan al medio donde están en cultivo, cuyo
incremento o disminución en su concentración durante el desarrollo “ in vitro”
puede ser asociado a su “estado de salud”.
-Tasa de consumo de Glucosa: se duplica en el 4º día en blastocistos con alto
potencial implantación (Gardner, 2002).
-Tasa de consumo de O2: RESPIROMETRIA.
-Cambios en la composición de aa. Del medio de cultivo.
De esta información se podrían determinar cuales son los embriones mejores ,
más sanos y con mayor capacidad de implantación.
Indicaciones en FIV:
- TES-1 para evitar embarazos múltiples.
- Detectar anomalías genéticas en el embrión.
PROTEÓMICA
Se basa en el análisis de las proteínas expresadas por un genoma en un
momento determinado y bajo unas condiciones concretas.
Implica amplio uso de técnicas bioquímicas y moleculares de alta sensibilidad.
En FIV: Análisis del Secretoma Embrionario.
Método de selección complementario a la clasificación morfológica.
Nos ayuda a determinar más objetivamente el embrión de mejor calidad y
potencial de implantación.
Consiste en monitorizar la actividad metabólica del embrión analizando el medio
de cultivo en el que se desarrollan durante sus estadios más tempranos,
determinando el perfil proteico y correlacionándolo con la presencia de
alteraciones o problemas cromosómicos embrionarios, así como con su
viabilidad y poder de implantación (katz MG, Gardner DK 2007).
Limitaciones: muchas de las técnicas analíticas no suficientemente sensibles.
PROTEÓMICA
Metodologías empleadas para el análisis del medio de cultivo embrionario:
- cromatografía de gases – espectrometría de masas (GC-MS).
- cromatografía líquida de alta presión (HPLC)
- LC-MS
- MS-MS
- Resonancia Magnética Nuclear (NMR)
Experiencias:
- Se observan diferencias en el perfil proteico analizado cada 24/h (Katz, 2006)
Hasta el momento no se han definido estos patrones proteicos.
-Se ha observado una gran diferencia entre las proteínas expresadas por
Blastocistos evolutivos respecto a los no evolutivos (Dominguez, Simón, 2008)
-Ubiquitina, proteina cuya presencia va en aumento conforme avanza el
desarrollo embrionario. Importante en el proceso de la Implantación.
Niveles elevados en el secretoma embrionario implicarían elevadas
probabilidades de Implantación (Katz, Gardner, 2006).
PROTEÓMICA
Investigaciones recientes:
-El estudio del perfil proteico mediante Espectroscopia de infrarrojo cercano
permite establecer un Índice de Viabilidad (VI) con el que se podría diferenciar
entre los embriones de idéntica morfología, aquellos de mayor calidad y
capacidad de implantación ( Seli E. Eshre. Barcelona 2008 ).
-Mediante la combinación de selección morfológica y análisis del perfil proteico
del medio de cultivo se seleccionó y se llevó a cabo la transferencia de un único
embrión en estadio de blastocisto (SET-1) .
Aplicaron el Indice de Viabilidad (VI).
Analisis estadístico mediante el análisis de curvas ROC.
Punto de corte VI = 0,52
Por encima, el 80 % de los Blastocistos implantaron
Por debajo, el 81,3 % de los Blastocistos no implantaron
Conclusión : Claro incremento de las Tasas de Implantación (Hardason, 2008)
Nuevos Avances en los Métodos de
Selección Embrionaria
Conclusiones
-La selección de un único embrión de mayor potencial de implantación de entre
todos los pertenecientes a la misma cohorte supone un reto para los
embriólogos clínicos.
-Necesitamos conseguir mejoras y avances para poder conseguir un método de
selección rápido, no invasivo, fiable y objetivo.
-Estudios recientes sugieren que la Metabolómica y Proteómica pueden
proporcionar una información muy útil, que unida a la información que la propia
morfología del embrión nos proporciona sobre su estado, podrían solucionar en
un futuro cercano las principales limitaciones que envuelven a las TRA como
son la elevada tasa de embarazo múltiple y los fallos de implantación.
-Estamos ante unas técnicas que serán de aplicación necesaria en los
laboratorios de FIV en un futuro muy cercano ( Pellicer, 2009).
EMBRYOMICS
IVI
OWL Genomics.
Road Biotech (CRB).
Dedicada al diagnóstico no invasivo de alteraciones en el preembrión.
Permitirá mejorar y simplificar los análisis que determinan la viabilidad
embrionaria y la ausencia de determinadas enfermedades en los
procedimientos de Reproducción Asistida.
Nueva vía a los diagnósticos preimplantacionales.
Evitará la biópsia embrionaria y reducirá el coste del proceso.
Utiliza las últimas tecnologías de la metabolómica que permiten
identificar , diagnosticar enfermedades y alteraciones en los
preembriones analizando el medio de cultivo en el que se desarrollan.