Importancia de la primera división mitótica, de cigoto a embrión temprano

Hemos tratado en el blog el seguimiento del desarrollo embrionario desde la fecundación hasta blastocisto en diferentes entradas. Incluyendo dentro del dentro del día +1 (D+1) la división temprana (DT), observación adicional 25-27h posinseminación. Si bien en un principio se podría pensar que DT sería un «plus de calidad», es controvertida la relación entre la DT y los resultados clínicos, en cuanto a tasas de implantación y gestación.

De hecho, no parece ser una variable morfocinética de gran peso específico para el pronóstico de la implantación. Únicamente, si en el momento de la valoración de la DT mediante la observación por los sistemas de Time-lapse (TLS), el embrión presenta 3 blastómeros, procedentes de una división rápida o directa (de 1 a 3 células) tiene su importancia. Este fenómeno también se ha denominado mitosis tricotómica, mitosis tripolar o multipolar, división directa o división anormal y se define como la división abrupta de un blastómero en tres blastómeros hijos o un intervalo de ciclos celulares inferior a cinco horas. Si ocurre principalmente en la primera división mitótica, así como en la segunda y tercera división, van a dar lugar a embriones que tienen comprometido su potencial de implantación y en consecuencia un mal pronóstico reproductivo.

En esta entrada nos vamos a centrar en la primera división mitótica anormal, de una a tres células.

Primera división mitótica

Una vez producida la singamia (fusión de los dos gametos haploides, el espermatozoide y el óvulo) tienen lugar una serie de eventos mitóticos que consisten en duplicar el número de células (blastómeros) después de cada ciclo celular (10-12h). Es de una gran relevancia este paso, ya que a partir de una célula (cigoto) se producirá todo un ser completo. Una vez el cigoto se divide en dos células hijas indiferenciadas (blastómeros), es de esperar que ambas reciban la misma cantidad de material nuclear (mitosis) y citoplasmático (citocinesis), o sea, que sean iguales, y esto transcurre bajo el control de factores maternos primarios almacenados del ovocito Figura 1.

Fig.1.- Desarrollo de fecundación a primera división

Sin embargo, puede ocurrir que la primera división mitótica esté alterada dando lugar a una distribución desigual del material genético en los blastómeros. De hecho, la primera división mitótica es la principal fuente de aneuploidías de origen mitótico en embriones humanos. Es excepcionalmente propensa a errores dando lugar a una pérdida de cromosomas, la principal responsable del mosaicismo preimplantacional, y parada del desarrollo celular.

En el embrión preimplantacional temprano con un número incorrecto de copias cromosómicas es un factor crítico, ya que ocasiona fallos de implantación, pérdida temprana del embarazo o embarazos en curso cromosómicamente anormales.

El trabajo de Coticchio et al., 2023 lo considero muy didáctico para explicar la importancia del paso de singamia, mediante la primera división mitótica, a las dos células hijas y los diferentes fenómenos adversos que se producen en este periodo, al referirlos como un puente de suelo de tablas y cada una de ellas si se altera tendrá graves consecuencias en el desarrollo del futuro embrión. Fig. 2

Fi.2.- Mediante este esquema se representan las diversas adversidades que pueden ocurrir en el transcurso de paso de cigoto a dos células hijas (blastómeros) marcano el posterior desarrollo embriionario.

Uno de estos fenómenos adversos es la división tricotómica o división directa desigual de una célula a tres, también pueden producirse cuatro o cinco blastómeros, pero es menos frecuente. Como ya hemos mencionado, se trata de un ciclo celular más corto (5h) que no permite la replicación completa del ADN y por lo tanto habrá una distribución desigual del ADN entre ambos blastocistos.

Una de las explicaciones de la división mitótica anormal, dentro de la complejidad de los pasos implicados en la mitosis (que se escapan a esta entrada), está relacionada con el huso mitótico o acromático. Se trata de una estructura crucial en la división celular, formada por microtúbulos proteicos que se desarrolla durante la mitosis y la meiosis. Su función principal es asegurar la correcta segregación de los cromosomas en las células hijas.

En condiciones normales, los microtúbulos del huso se organizan en dos polos opuestos. Esto permite que los cromosomas se distribuyan adecuadamente entre las células hijas.

Cuando se observan tres células hijas en lugar de dos, es probable que el huso mitótico haya sufrido una modificación anormal. Esto resulta en la formación de tres polos de microtúbulos durante la mitosis. Como consecuencia, se producen errores en la distribución de los cromosomas.

En la Fig. 3 el esquema se compara la segregación cromosómica tomando como representación de los 46 cromosomas un par de cromosomas metacéntricos y un par de cromosomas acrocéntricos. Se representan los pares paternos (amarillos) y maternos (verdes) de cromátidas, respectivamente; centrómero, puntos grises; microtúbulos del huso, líneas azules y centrosomas (cilindros azul ).

 (a) Huso bipolar normal, segregación cromosómica en un huso bipolar, ambas células hijas tienen los dos pares normales de cromosomas.

 (b) Huso tripolar, la mitosis tripolar conlleva una distribución aleatorio de cromosomas a uno de los tres ejes, dos de cada tres hijas. De manera que dos células tienen solo 3 cromosomas y son monosómicas para el cromosoma acrocéntrico y la tercera célula es nulisómica para el cromosoma metacéntrico y tiene un par biparental normal para el cromosoma acrocéntrico.

Fig.3 La mitosis bipolar con reparto igualitario de material genómico y citoplasmático en las células hijas (blastómeros) y Mitosis tripolar, donde los cromosomas se reparte de forma aleatoria dando lugar a nulisomias, momosomias y diversas alteraciones cromosómicas

En resumen, las células hijas recibirán un material genético anormal, ya sea en exceso o en defecto. Esto puede afectar su viabilidad celular debido a inestabilidades cromosómicas o mutaciones en los genes relacionados con la división celular.

Mediante la realización de test genético preimplantacional para aneuploidías (PGT-A) se han relacionado ciertas formas complejas de aneuploidía embrionaria caótica (una o más disomías, monosomía paterna y materna, entre otras) con una segregación cromosómica inicial dirigida por un huso tripolar.

¿Qué datos hay sobre la primera división mitótica directa?

Uno de los primeros trabajos más completos sobre las divisiones directas en primera, segunda y tercera división es el de Zhan et al., 2016, datos que se resumen en el siguiente esquema, junto a aportaciones de otros autores. Fig.4

Fig.4 Datos sobre la primera división mitótca directa

¿Qué hacer con los embriones derivados de una división tricotómica?

Los sistemas de Time-Lapse has marcado un antes y un después en la selección embrionaria, especialmente para deseleccionar aquellos embriones que a priori morfológicamente parecen “perfectos” pero, al observar su evolución, se detectan anormalidades de desarrollo. Uno de los primero pasos donde se producen dicha anomalías es en la primera división mitótica. Cuando se produce una primera división mitótica directa desigual, los embriones derivados de este tipo de división están asociados a embriones multinucleados, tienen una baja tasa de desarrollo a blastocisto, y de hacerlo, los blastocistos euploides transferidos parecen tener muy poca o ninguna capacidad de implantación. Es más, en estudios donde se ha analizado la segunda división mitótica directa de 2 a 3 células, se sugiere que los embriones con este tipo de división directa deberían ser descartados, es más, sugieren esta característica como posible marcador morfocinético potente válido en el uso clínico.

Comentario

Se están realizado diversos estudios sobre la implicación de la primera división mitótica anormal facilitando un mayor conocimiento sobre la causa del desarrollo embrionario anormal, su bloqueo o su incapacidad para implantar.  De manera que, desde el estadio de singamia se pueda realizar una valoración con carácter predictivo sobre el posible desarrollo embrionario y, por tanto, tomar medidas que permitan realizar algún tipo de acción o descartarlos para evitar transferencias ineficaces.

Espero que el tema haya sido de tu interés .

Si tienes alguna sugerencia o pregunta házmela saber.

Victoria

Autor: Victoria

Me llamo Mª Victoria Hurtado de Mendoza Acosta, soy Embrióloga Clínica Senior acreditada por ESHRE y ASEBIR, con más de 30 años de experiencia en el mundo de la Reproducción Asistida Humana. He trabajado en la empresa privada y hospital público. Me declaro apasionada de mi profesión, miembro activo de la Asociación para el Estudio de la Biología de la Reproducción (ASEBIR). Autora y coautora de publicaciones y artículos de libros, Ponente en Congresos nacionales y extranjeros. Profesora de Master en las Univ. de Murcia, Castellón y TECH Univ. Tecnológica, comprometida con la docencia y la divulgación. Además, soy madre de dos mujeres hechas y derechas y mamá adoptiva de una gata y un perro...lo confieso, mi otra pasión son los animales (cofundadora de la Asociación Protectora de Animales ARGOS, www.argos-sevilla.org) Me gustaría ayudar a comprender mejor el mundo de la reproducción asistida, que con frecuencia es duro y complejo. Si te puedo ayudar a aclarar tus ideas o dudas, escribirme a victoriainvitro@gmail.com. ¡Te leo atentamente!

2 opiniones en “Importancia de la primera división mitótica, de cigoto a embrión temprano”

    1. Gracias Ana, me alegra que te guste. Tus ánimos son mi motivación a seguir intentando acercar el mundo de la reproducción asistida al público en general y a los pacientes de fertilidad en particular.
      Un abrazo
      Victoria

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