Utilizando uma nova técnica para gerar imagens de embriões em tempo real, uma equipe liderada por cientistas do Centro Loke de Pesquisa de Trofoblastos da Universidade de Cambridge demonstrou que anormalidades podem surgir em um estágio mais avançado do desenvolvimento embrionário do que se pensava anteriormente. Isso significa que os testes utilizados em algumas clínicas podem estar encontrando erros em células que se desenvolverão na placenta – e anormalidades nas células placentárias têm menor probabilidade de afetar a saúde do feto.

Quando um óvulo é fertilizado por um espermatozoide, ele é conhecido como zigoto. Este então se divide, e cada nova célula recebe uma cópia do DNA de cada um dos pais. Cada uma dessas células se divide e se copia, e esse processo ocorre repetidamente, desenvolvendo-se em uma bola oca de células, um estágio do embrião conhecido como blastocisto.

Cerca de seis dias após a fertilização, o blastocisto se implanta no revestimento do útero. Suas células externas se desenvolvem e dão origem à placenta, um órgão temporário que garante que o embrião – e o feto no qual ele se desenvolve – receba os níveis corretos de nutrição e hormônios necessários para seu crescimento.

As tecnologias de reprodução assistida estão cada vez mais difundidas devido a uma série de fatores. Essas tecnologias envolvem a fertilização de óvulos na clínica e a transferência do blastocisto para o útero. No entanto, antes da transferência, muitas clínicas testam os embriões para detectar aneuploidia, quando algumas células do embrião apresentam o número incorreto de cromossomos. Quando anormalidades são detectadas, o embrião pode ser considerado inviável e descartado, o que significa que as pacientes podem precisar passar por outro ciclo de tratamento, o que pode ser dispendioso.

O chamado teste genético pré-implantação para aneuploidia é um tratamento complementar que pode ser oferecido a mulheres mais velhas e àquelas com histórico de abortos recorrentes ou múltiplas falhas de fertilização in vitro.

Pesquisadores do Centro Loke de Pesquisa de Trofoblastos, em Cambridge, estão interessados em como os embriões humanos se desenvolvem antes da implantação no útero. Isso ocorre porque, na concepção assistida, até nove em cada dez embriões não conseguem se desenvolver a um estágio em que possam ser transferidos para o útero.

“Ter um bebê por meio de concepção assistida pode ser muito desafiador”, disse a Professora Kathy Niakan, Diretora do Centro Loke de Pesquisa de Trofoblastos e Copresidente da Cambridge Reproduction. “A maioria dos embriões não se desenvolve ou não se implanta, e mesmo aqueles de boa qualidade podem não ser transferidos. Muito mais pesquisa básica é necessária para embasar a prática clínica futura e melhorar as taxas de concepção assistida.”

Para ajudar a compreender o desenvolvimento do embrião nesta fase inicial, o professor Niakan e colegas, em colaboração com pesquisadores do Instituto Francis Crick, desenvolveram um novo método de última geração para observar embriões vivos em alta resolução. Os detalhes foram publicados na quinta-feira (23), na Nature Biotechnology .

A nova técnica de imagem envolve a marcação do DNA dentro do núcleo da célula com uma proteína fluorescente, tornando-o visível ao microscópio. Os pesquisadores então usam uma técnica de imagem conhecida como microscopia de lâmina de luz para observar os embriões em 3D enquanto se desenvolvem, sem danificá-los.

O primeiro autor, Dr. Ahmed Abdelbaki, pesquisador de pós-doutorado no Centro Loke de Pesquisa de Trofoblastos, afirmou: "Esta é a primeira vez que este método tão suave, com resolução muito mais alta, foi utilizado. Isso nos permitiu observar o desenvolvimento dos embriões ao longo de um período de dois dias, o maior tempo contínuo em que esse processo já foi observado."

O coautor, Professor Ben Steventon, do Departamento de Genética da Universidade de Cambridge, afirmou: “O design exclusivo do microscópio permite que múltiplos embriões preciosos sejam observados simultaneamente, de ambos os lados. Isso permitiu à equipe capturar eventos que antes não haviam sido detectados. É uma prova do poder da observação direta para revelar descobertas inesperadas na biologia humana.”

A técnica levou a uma descoberta muito inesperada.

O professor Niakan, autor sênior do estudo, disse: “Ficamos extremamente surpresos ao descobrir que divisões celulares anormais podem ocorrer do zero, em um estágio muito avançado do desenvolvimento humano. Foi somente com o uso de uma nova técnica de imagem que foi possível observar isso acontecendo.”

Dos 13 embriões analisados pela equipe, 10% das células continham anormalidades cromossômicas. Essas anomalias surgiram de problemas na cópia do DNA entre as células, por exemplo, quando os cromossomos não se moviam corretamente durante a divisão ou quando uma célula se dividia em três, em vez de duas.

Como essas anormalidades surgem em um estágio relativamente tardio do desenvolvimento do embrião, elas aparecem na camada externa do blastocisto, que se desenvolve na placenta – e é dessa camada que as biópsias são feitas para testes pré-genéticos de aneuploidia.

A equipe do professor Niakan agora está estudando células na camada interna para ver se tais anormalidades espontâneas também podem surgir lá.

Os embriões utilizados neste estudo foram doados por famílias que tiveram gestações bem-sucedidas. As famílias foram tratadas na Clínica Bourn Hall e na Create Fertility.

A pesquisa foi apoiada pela Wellcome, pelo Francis Crick Institute (que recebe financiamento principal do Cancer Research UK, do Medical Research Council e da Wellcome) e pelo Engineering and Physical Sciences Research Council.