Uso del perfil de Raman del medio de cultivo embrionario para identificación de embriones aneuploides y euploides


 

SARAI ARRONES | EMBRIOLOGÍA YES! Reproducción


02-07-2019

INTRODUCCIÓN

Los métodos actuales para el análisis de la ploidía de los embriones son caros, complejos e invasivos, lo que puede provocar un daño al embrión si no se realizan correctamente. Por estas razones es necesario desarrollar nuevos métodos para seleccionar los embriones con una composición cromosómica normal.

Una posibilidad es la determinación del perfil metabólico del medio de cultivo embrionario. Algunos estudios apuntan a que los cambios en la composición del medio de cultivo se corresponden con diferencias en la calidad embrionaria y el potencial reproductivo del embrión. El problema de las tecnologías utilizadas hasta ahora (ej. espectroscopia de infrarrojos) es que son caras o lentas, además de que analizan solo algunos de los metabolitos que forman el metaboloma del embrión. Otro problema técnico es el poco volumen de medio a analizar (<15 microL.).

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Revista de procedencia: Fertility and Sterility | Enlace


Son escasos los autores que han utilizado la espectroscopia Raman para analizar los perfiles metabólicos del medio de cultivo. Esta técnica permite estudiar a la vez ácidos nucleicos, proteínas, carbohidratos y lípidos presentes en el medio de cultivo.

La hipótesis del presente estudio es que los perfiles metabólicos del medio de cultivo de embriones normales y anormales cromosómicamente son distintos y diferenciables con espectroscopia Raman. Esta técnica podría evitar transferir embriones aneuploides, además de ser una metodología rápida, no invasiva y económica.

MATERIAL Y MÉTODOS

Se analiza la relación entre ploidía de los embriones, estudiada por test genético preimplantacional de aneuploidías (PGT-A), y su huella metabólica en el medio de cultivo, analizada mediante espectroscopia Raman.

Se tomó 15-20 microL. del medio en el que se cultivaron 87 embriones, 54 de ellos euploides y 33 aneuploides según los resultados del PGT-A. El espectro individual Raman fue analizado para identificar perfiles de componentes biológicos específicos de la euploidía o aneuploidía. Para analizar la validez del protocolo obtenido mediante algoritmos de aprendizaje automático (Machine learning), se analizaron 1107 espectros Raman adicionales de 123 medios de cultivo embrionario (61 euploides y 62 aneuploides). Se utilizaron tres técnicas de aprendizaje automático y una más que engloba a las tres anteriores (“stacking”).

RESULTADOS

El perfil obtenido de los medios de cultivo de embriones euploides y aneuploides fue diferente. Se observaron diferencias significativas en las bandas Raman asociadas a RNAs pequeños y lípidos entre embriones euploides y aneuploides. Los RNAs pequeños (18-32 nucleótidos) fueron secretados al medio y podrían tener papeles importantes en señalización, regulación y desarrollo del embrión. Los cambios cromosómicos en el embrión provocarían alteraciones (exceso, defecto, mutación) en el número de copias de genes y esto provocaría alteraciones en la huella metabólica embrionaria en el medio de cultivo.

El algoritmo de aprendizaje automático que mayor exactitud alcanzó (95,9%) fue el que combinó los tres métodos de aprendizaje automático utilizados (“stacking”). Es de destacar que, aunque por poco, este algoritmo clasificaba mejor los embriones euploides (sensibilidad 96,8%) que los aneuploides (sensibilidad 94,9%). Lo que es debido a la alta variabilidad en los perfiles metabólicos encontrados en los embriones aneuploides. Este rendimiento hace que las probabilidades de considerar un embrión aneuploide como euploide y transferirlo, sean algo mayores que las de considerar un embrión euploide como aneuploide.

Los excelentes resultados encontrados en este estudio en comparación con los obtenidos previamente por otros autores se explican por la mayor sensibilidad de la espectroscopia Raman, la calidad de los espectros obtenidos, el uso del aprendizaje automático, y haber tomado como valor verdadero la ploidía embrionaria en vez de la implantación. Este último mucho más complejo y dependiente de muchos otros factores.

Trabajo original

“Raman profiling of embryo culture medium to identify aneuploid and euploid embryos”

Fertility and Sterility.

Bo Liang, Yuan Gao, Jiabao Xu, Yizhi Song, Liming Xuan, Ting Shi, Ning Wang, Zhaoxu Hou, Yi-Lei Zhao, Wei E. Huang, Zi-Jiang Chen.

Fertility and Sterility, Enlace

CONCLUSIÓN

El análisis basado en espectroscopía Raman mostró diferencias significativas en los perfiles metabólicos del medio de cultivo embrionario entre embriones euploides y aneuploides, empleando un pequeño volumen de medio (7 microL.). A pesar de que son necesarios más estudios que confirmen los resultados, esta metodología parece ser una buena opción no invasiva, rápida y barata para analizar la ploidía de los embriones.

Sarai Arrones
Laboratorio - Embriología en CEIFER Biobanco | Artículos

2019-07-03T12:05:00+00:00 02/07/2019|Categorías: Ciencia e Innovación, Novedades|

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