Cientistas filmam etapa crucial da implantação de embriões humanos e abrem “caixa-preta” do início da vida

Implantação: o “caixa-preta” do início da vida humana

Cientistas conseguiram, pela primeira vez, registrar em vídeo uma etapa decisiva que dá origem a uma nova vida humana - abrindo uma “caixa-preta” do desenvolvimento inicial e, com isso, apontando caminhos para avanços em tratamentos de fertilidade.

Todos os seres humanos vivos hoje já foram, um dia, apenas um pequeno aglomerado de células flutuando livremente, em busca de um lugar adequado para se fixar. Contra muitas probabilidades, nossos embriões conseguiram: passaram a fazer parte do corpo da nossa mãe.

Esse feito, chamado de implantação, acontece nas profundezas do útero e, até agora, a ciência só havia conseguido capturar imagens estáticas desse processo.

Demoram semanas até que um ultrassom consiga enxergar qualquer coisa naquela escuridão.

Como os embriões humanos invadem o ambiente e criam espaço

Um novo sistema permite observar de perto um processo surpreendentemente invasivo. Registros em lapso de tempo mostram embriões humanos em laboratório penetrando de forma agressiva uma matriz baseada em colágeno para formar uma cavidade, estabelecer conexão e seguir crescendo.

"Pela primeira vez, conseguimos ver a implantação de embriões humanos se desenrolar de forma dinâmica", disse ao ScienceAlert o autor sênior e bioengenheiro Samuel Ojosnegros, do Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).

"Abrimos uma janela para um estágio do desenvolvimento que antes estava oculto."

Os testes foram feitos em laboratório, não em um útero real; ainda assim, a plataforma criada por Ojosnegros e seus colegas reconstrói o ambiente estrutural e os nutrientes apropriados para que embriões doados consigam se implantar.

Trata-se de uma etapa crítica que pode falhar com facilidade em condições naturais. Cerca de 60 percent das gestações interrompidas não evoluem durante a implantação ou logo depois, o que torna esse período um gargalo central para a vida.

Em comparação com embriões de camundongo, que invadiram a matriz apenas de maneira superficial, os pesquisadores observaram que embriões humanos perfuraram profundamente, chegando a se envolver por completo na matriz de colágeno.

"Nossa tecnologia permite identificar onde o embrião exerce força, e descobrimos que ele aplica uma força mecânica significativa para se implantar e invadir", afirmou Ojosnegros.

"Isso significa que estudos com camundongos só nos levam até certo ponto para compreender a implantação humana."

Em geral, um embrião humano se implanta cinco a seis dias após a fecundação (quando óvulo e espermatozoide se encontram). Nessa fase, o embrião é um conjunto de 100 a 200 células - pequeno demais para ser visto por ultrassom.

Antes, isso fazia com que os pesquisadores conseguissem acompanhar em laboratório, principalmente, apenas os primeiros cinco dias do desenvolvimento embrionário.

O modelo uterino de colágeno: observação em 2D e 3D

O novo modelo uterino desenvolvido por Ojosnegros e seus colegas amplia esse período de observação e permite acompanhar o embrião além daquela etapa inicial. A tecnologia pode ser usada tanto como um gel plano quanto como uma gota, para analisar a implantação em 2D ou em 3D.

Quando blastocistos ficam sobre um gel plano, é possível vê-los se aderindo à superfície de colágeno e, em seguida, invadindo-a.

Quando são colocados dentro das gotas, por sua vez, os embriões parecem “puxar” as fibras de colágeno dos tecidos maternos em direção ao próprio centro, remodelando o ambiente ao redor de si.

A autora principal do estudo, Amélie Luise Godeau, do BIST, e sua equipe levantam a hipótese de que o embrião esteja, de alguma forma, conectando o ambiente materno aos seus próprios tecidos.

O que a parede uterina faria em resposta a isso está fora do escopo do trabalho. Como a matriz baseada em colágeno não é produzida com células humanas do útero, ela só consegue mostrar metade do quadro.

Limitações e uso potencial em clínicas de fertilidade

Essa limitação, porém, também traz uma vantagem. A composição da matriz pode ser ajustada para testar como embriões humanos reagem a diferentes ambientes ou a compostos que possam favorecer a implantação.

"Por exemplo, por meio da nossa empresa derivada, a Serabiotics, e em colaboração com a farmacêutica Grifols, desenvolvemos um suplemento proteico que pode ser usado em clínicas para aumentar as taxas de implantação", disse Ojosnegros, cofundador da Serabiotics.

O grupo quer continuar investigando a implantação embrionária para compreender melhor essa fase misteriosa e crucial do desenvolvimento.

O estudo foi publicado na Science Advances.