Cientistas filmam pela primeira vez a implantação de embriões humanos em novo modelo uterino

Cientistas conseguiram, pela primeira vez, filmar uma etapa decisiva que leva ao surgimento de uma nova vida humana - abrindo a "caixa-preta" do desenvolvimento inicial e, potencialmente, oferecendo caminhos para aprimorar tratamentos de fertilidade.

Todo ser humano vivo hoje já foi apenas um aglomerado de células flutuando livremente, à procura de um lugar adequado para se fixar. Contra muitas probabilidades, nossos embriões conseguiram: passaram a integrar o corpo da nossa mãe.

Esse feito, chamado de implantação, acontece nas profundezas do útero e, até agora, os cientistas só haviam obtido registros pontuais do fenômeno.

E leva semanas até que um ultrassom consiga captar qualquer sinal em meio à escuridão.

A implantação humana finalmente vista em movimento

Um novo sistema agora permite que pesquisadores observem com mais detalhe esse processo surpreendentemente invasivo. Registros em time-lapse mostram embriões humanos, em laboratório, penetrando de forma agressiva uma matriz baseada em colágeno para abrir uma cavidade que viabiliza a conexão e o crescimento posterior.

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

"Abrimos uma janela para uma fase do desenvolvimento que antes estava oculta."

Os testes foram realizados no laboratório, e não em um útero real; ainda assim, a plataforma desenvolvida por Ojosnegros e seus colegas recria o ambiente estrutural e os nutrientes adequados para que embriões doados consigam se implantar.

Por que a implantação é um gargalo crítico

Essa etapa é crucial e pode falhar com facilidade em condições naturais. Aproximadamente 60 por cento das gestações que não evoluem dão errado 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 forma superficial -, os pesquisadores observaram que embriões humanos perfuraram em profundidade, envolvendo-se completamente na matriz de colágeno.

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

"Isso significa que os estudos em camundongos só conseguem nos levar até certo ponto na compreensão da implantação humana."

Um embrião humano normalmente se implanta cinco a seis dias após a fertilização (quando óvulo e espermatozoide se encontram). Nesse estágio, o embrião é um conjunto de 100 a 200 células - pequeno demais para ser visto com ultrassom.

Por muito tempo, isso fez com que pesquisadores conseguissem acompanhar em laboratório principalmente os primeiros cinco dias do desenvolvimento embrionário.

Como funciona o modelo uterino com matriz de colágeno

O novo modelo uterino desenvolvido por Ojosnegros e seus colegas amplia essa janela, estendendo a observação dos embriões para além daquela fase inicial. A tecnologia pode ser usada como um gel plano ou como uma gota, permitindo visualizar a implantação embrionária em 2D ou 3D.

Quando blastocistos são deixados sobre um gel plano, é possível ver a ligação à superfície de colágeno e, em seguida, a invasão do material.

Quando são colocados dentro das gotas, por outro lado, os embriões parecem "puxar" as fibras de colágeno dos tecidos maternos em direção ao seu centro, remodelando o ambiente ao redor de si mesmos.

A autora principal do estudo, Amélie Luise Godeau, do BIST, e sua equipe especulam que o embrião, de alguma forma, está conectando o ambiente materno aos próprios tecidos.

O que a parede uterina poderia fazer em resposta a isso foge ao escopo do trabalho. A matriz baseada em colágeno não é feita com células uterinas humanas, portanto ela só consegue oferecer metade do quadro.

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

A equipe de pesquisadores quer seguir investigando a implantação embrionária para compreender melhor essa fase misteriosa e decisiva do desenvolvimento.

O estudo foi publicado na Science Advances.