Graban por primera vez la implantación de un embrión humano en 3D y en tiempo real
Un equipo de científicos ha captado, por primera vez, cómo un embrión humano se abre paso en el útero en 3D y en tiempo real, revelando la sorprendente fuerza con la que inicia la vida. El hallazgo abre nuevas vías para entender la infertilidad y mejorar los tratamientos de fertilidad y reproducción asistida.
Por Enrique Coperías
El hallazgo muestra que la implantación embrionaria no solo depende de señales químicas, sino también de las fuerzas mecánicas con las que el embrión penetra en el tejido materno, una clave para entender la infertilidad y mejorar la fecundación in vitro y la reproducción asistida. Cortesía: IBEC
El inicio de la vida, al menos tal y como la entendemos en los mamíferos, tiene un momento decisivo y delicadísimo: la implantación del embrión en el útero.
Este proceso, casi invisible y hasta ahora inalcanzable para la ciencia en el ser humanos, se ha convertido en protagonista de un descubrimiento sin precedentes. Por primera vez, investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), en España, han logrado grabar en 3D y en tiempo real cómo un embrión humano se abre paso dentro de los tejidos maternos para iniciar el embarazo.
El logro, publicado en la revista Science Advances, no solo constituye un hito técnico, sino que también arroja luz sobre una de las causas más frecuentes de infertilidad: el fallo en la implantación, que es responsable del 60% de los abortos espontáneos.
Observar este proceso como nunca antes abre la puerta a mejorar los tratamientos de fertilidad, optimizar la selección de embriones y comprender mejor qué factores físicos y biológicos determinan el éxito de la gestación.
Qué es la implantación embrionaria
Hasta hace poco, la implantación embrionaria se concebía principalmente como un diálogo químico entre el embrión y el endometrio, el tejido que recubre el útero: un intercambio de señales moleculares y hormonales que preparaban el terreno para que prospere una nueva vida. Sin embargo, este estudio muestra que el proceso es, además, un desafío físico.
«El embrión humano se entierra dentro de la matriz uterina ejerciendo una fuerza considerable durante el proceso. Estas fuerzas son necesarias ya que tienen que ser capaces de invadir el tejido uterino en el que se integran por completo. Es un proceso sorprendentemente invasivo —explica Samuel Ojosnegros, investigador principal del grupo de Bioingeniería para la Salud Reproductiva del IBEC y líder del trabajo, en un comunicado del IBEC. Y añade—: De hecho, aunque se sabe que muchas mujeres sienten dolor abdominal e incluso leves sangrados durante la implantación, nunca se había visto como sucedía el proceso».
No es una metáfora: los investigadores observaron cómo el embrión literalmente tira, empuja y reorganiza las fibras de colágeno —la misma proteína que forma tendones y cartílagos— para abrirse camino. A la vez, libera enzimas que degradan el tejido circundante. Esta combinación de martillo y cincel biológicos le permite atravesar la rígida barrera fibrosa y conectarse con los vasos sanguíneos maternos, clave para su nutrición y desarrollo.
El hallazgo: la implantación vista en directo
Captar estas imágenes ha requerido una auténtica innovación tecnológica. El equipo del IBEC, en colaboración con el Hospital Universitario Dexeus y otros centros, diseñó una plataforma experimental única: un gel tridimensional de colágeno y proteínas que imita las capas externas del útero.
Allí, los científicos colocaron embriones humanos donados para investigación, cuidadosamente seleccionados por el equipo de Dexeus Mujer. «Nuestra labor ha consistido en facilitar asesoramiento técnico y llevar a cabo una rigurosa selección de los embriones humanos, con el objetivo de que reunieran las condiciones idóneas para la ejecución del proyecto», detalla Miquel Solé, director del Laboratorio de Criopreservación de Dexeus Mujer.
Gracias a la microscopía avanzada de fluorescencia, pudieron seguir en cuatro dimensiones (espacio y tiempo) cómo los embriones interactuaban con la matriz extracelular, aplicaban fuerzas y reorganizaban el entorno. Era como tener una ventana inédita al interior del inicio de la vida humana.
Ratones y seres humanos: dos estrategias distintas
El estudio comparó también el proceso en embriones de ratón, la especie modelo más utilizada en biomedicina. Los resultados dejaron claro que, aunque ambos aplican fuerzas de tracción, sus estrategias de implantación difieren radicalmente.
En los ratones, los embriones se adhieren primero a la superficie del útero y luego este se pliega a su alrededor, generando una especie de cripta uterina que los envuelve. Sus fuerzas se dirigen en ejes bien definidos, extendiéndose hacia fuera pero sin penetrar demasiado en profundidad.
Los seres humanos, en cambio, se comportan de forma mucho más invasiva. «El embrión humano ejerce fuerzas para moverse hacia el interior, de manera que penetra completamente en los tejidos uterinos y, una vez ahí, empieza a crecer de forma radial”, explica Anna Seriola, investigadora del IBEC y coprimera autora del estudio.
«Lo que observamos es que el embrión humano tira de la matriz del útero, moviéndola y reorganizándola. También reacciona a señales de fuerza externas. Nuestra hipótesis es que las contracciones uterinas que se producen in vivo pueden influir en la implantación del embrión», resume Amélie Godeau, también primera autora del estudio.
Dicho de otra forma: mientras el ratón se acomoda en un nido que lo envuelve, el embrión humano cava su propio refugio.
El embrión humano se entierra dentro de la matriz ejerciendo una fuerza considerable, ya que tiene que invadir el tejido uterino en el que se integra por completo. Para ello, El embrión combina dos mecanismos: enzimas que degradan el tejido circundante y fuerzas de tracción que tiran y reorganizan las fibras de colágeno uterino. Cortesía: IBEC
La sensibilidad a la fuerza: embriones que sienten
Otro hallazgo sorprendente de los investigadores de Barcelona es que los embriones humanos no solo generan fuerzas, sino que también son sensibles a ellas. Cuando los investigadores aplicaron presiones externas controladas —por ejemplo, con microagujas que deformaban el gel de colágeno—, los embriones reaccionaron.
En los ratones, su dirección de crecimiento se reorientó hacia la fuente del estímulo, lo que sugiere que estas señales podrían influir incluso en el establecimiento del eje corporal del feto. En seres humanos, las células formaron protrusiones celulares hacia la aguja, activando proteínas motoras como la miosina.
Esto implica que los embriones leen las tensiones mecánicas de su entorno y ajustan su comportamiento, un fenómeno conocido como mecanosensibilidad. De hecho, los investigadores observaron que embriones próximos podían establecer puentes mecánicos entre sí a través del colágeno, como si intercambiaran señales físicas además de químicas.
Qué ocurre cuando la implantación falla
Ojosnegros y sus colegas también estudiaron embriones humanos de baja calidad, similares a los que en clínicas de fertilidad muestran un desarrollo deficiente. Estos ejercieron fuerzas menores y no lograron invadir la matriz uterina con éxito.
El dato es crucial: medir la capacidad mecánica de un embrión podría convertirse en una herramienta objetiva para predecir su potencial de implantación. En contextos de fecundación in vitro (FIV), donde la selección de embriones es clave, este avance podría reducir el número de intentos necesarios y aumentar las tasas de éxito.
«Comprender mejor los mecanismos de implantación es clave y puede tener un gran impacto en la mejora de las tasas de fertilidad, además de optimizar la calidad embrionaria y reducir el tiempo hasta el embarazo en procesos de reproducción asistida», subrayan los autores.
Un mecanismo que explica síntomas de implantación
El carácter invasivo de la implantación, hasta ahora invisible, podría explicar síntomas de implantación que muchas mujeres experimentan en esos días: dolor abdominal leve o pequeños sangrados.
«Aunque se sabe que muchas mujeres sienten dolor abdominal e incluso leves sangrados durante la implantación, nunca se había visto cómo sucedía el proceso», apunta Ojosnegros.
El hecho de que el embrión deba literalmente “enterrarse” en el tejido uterino revela la magnitud del esfuerzo que supone iniciar un embarazo y la vulnerabilidad del proceso.
La implantación como proceso mecánico y evolutivo
Más allá de la biomedicina, el hallazgo tiene interés evolutivo. La implantación profunda e intersticial de los seres humanos contrasta con la superficial de los ratones y refleja adaptaciones distintas a la gestación.
En la mujer, la invasión total del embrión en el útero garantiza un contacto más estrecho con los tejidos maternos, clave para sostener una gestación prolongada.
Los autores sugieren que estudiar otras especies, como vacas, conejos y primates, podría ayudar a entender mejor la diversidad de estrategias y los factores mecánicos que las sustentan.
Colaboración internacional
El proyecto ha sido posible gracias a una amplia red de instituciones. Además del IBEC y el Hospital Universitario Dexeus, participaron el Banco de Células Madre de Barcelona (IDIBELL), la Universidad de Barcelona, la Universidad de Tel Aviv, el Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER), el Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona (IRB) y otros socios internacionales.
Cada uno aportó un engranaje esencial: desde la selección y conservación de los embriones, hasta el diseño de la plataforma biomimética y la aplicación de tecnologías de imagen avanzada.
«Nuestra plataforma ha permitido cuantificar la dinámica de implantación de los embriones y determinar, en tiempo real, la huella mecánica de las fuerzas utilizadas en ese complejo proceso», comenta Seriola.
Vídeo de un embrión humano: en la primera mitad se aprecia la compactación de sus células, mientras que en la segunda se observa cómo el embrión invade e inicia su implantación en la matriz uterina. Cortesía: IBEC
Un nuevo paradigma en la biología del desarrollo
Hasta ahora, la implantación embrionaria se entendía sobre todo desde la bioquímica. El nuevo estudio obliga a incorporar la física: el embrión humano es un agente activo que aplica y percibe fuerzas, remodela su entorno y responde a señales mecánicas. La vida humana comienza, literalmente, con un pulso de tracción.
Como resume Ojosnegros, «la implantación no es solo una cuestión de química, sino también de mecánica. Y entender esa dimensión puede ayudarnos a resolver problemas de infertilidad que hasta ahora parecían un misterio».
Este conocimiento puede transformar la medicina reproductiva, pero también nos recuerda algo más profundo: que incluso en sus primeras horas, un embrión humano ya está interactuando intensamente con su mundo, luchando por abrirse paso en el tejido uterino que lo acogerá.
Verlo por primera vez en directo nos devuelve una imagen poderosa y tangible de ese instante fundacional de la vida. ▪️
Información facilitada por el IBEC
Fuente: Amélie Luise Godeau et al. Traction force and mechanosensitivity mediate species-specific implantation patterns in human and mouse embryos. Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adr5199
