El embarazo comienza con un encuentro que resulta extraordinariamente difícil de observar.
Pocos días después de la fecundación, el embrión humano llega al útero en forma de blastocisto. Para que el embarazo pueda continuar, debe establecer contacto con el endometrio, el tejido que recubre el interior del útero. Primero se aproxima a la superficie endometrial, después se adhiere a ella y, más adelante, comienza a invadir el tejido subyacente.
Estas primeras etapas de la implantación dependen de ambas partes. El embrión debe encontrarse en el momento adecuado de su desarrollo, pero el endometrio también debe alcanzar un estado receptivo en el momento preciso.
Comprender qué ocurre durante este encuentro es importante porque las alteraciones en la interacción entre el embrión y el endometrio pueden contribuir al fallo de implantación. Sin embargo, estudiar este proceso en humanos resulta especialmente difícil. La implantación ocurre dentro del útero y en una fase muy temprana del embarazo, lo que limita enormemente su observación directa.
Nuestro equipo ha desarrollado un modelo de laboratorio que permite estudiar algunas de estas primeras interacciones entre el embrión humano y el endometrio. El trabajo, publicado en Science Advances, permitió observar blastocistos humanos mientras comenzaban a adherirse a las células endometriales.
La implantación comienza antes de que el embrión se adhiera
El endometrio cambia continuamente a lo largo del ciclo menstrual. Bajo la influencia de las hormonas ováricas, sus células se preparan ante la posibilidad de un embarazo.
Durante la fase receptiva, las células epiteliales que recubren la cavidad uterina adquieren características que favorecen la adhesión del embrión. Al mismo tiempo, las células estromales situadas bajo este epitelio experimentan un proceso denominado decidualización, que prepara el tejido para la implantación y las primeras etapas del embarazo.
Pero estas células no actúan de forma independiente. El endometrio es un entorno dinámico en el que distintas poblaciones celulares intercambian señales moleculares.
Esta comunicación también alcanza al embrión. Trabajos anteriores de nuestro equipo ya habían estudiado el papel de las vesículas extracelulares liberadas por el endometrio en la comunicación materno-embrionaria. Estas pequeñas estructuras pueden transportar moléculas entre células y participar así en el intercambio de información entre el entorno materno y el embrión.
En este nuevo estudio, el modelo también reprodujo la liberación de vesículas extracelulares por parte de las células endometriales. Entre su contenido se detectaron microARN previamente asociados al endometrio durante la fase secretora.
Este intercambio ayuda a entender una idea fundamental: la implantación no consiste simplemente en que un embrión se adhiera a una superficie pasiva. Implica una interacción biológica activa entre los tejidos embrionarios y maternos.
Recrear el endometrio en un chip
Para estudiar esta interacción con mayor detalle, el equipo desarrolló un modelo microfluídico denominado ADOC, siglas de Adhesion-Dynamics-On-a-Chip.
El dispositivo contiene dos pequeños canales separados por una membrana porosa. En el canal superior se cultivan células epiteliales endometriales derivadas de organoides y, en el inferior, células estromales primarias. La membrana permite el intercambio de moléculas entre ambos compartimentos, de modo que las células pueden comunicarse mientras cada población se mantiene físicamente separada.
A continuación, el modelo se sometió a unas condiciones hormonales diseñadas para reproducir aspectos de la fase secretora del ciclo menstrual, cuando el endometrio adquiere las características necesarias para recibir al embrión.
Las células respondieron a este estímulo. El compartimento epitelial adquirió características asociadas a la receptividad endometrial, mientras que las células estromales mostraron signos de decidualización. El análisis mediante secuenciación de ARN de célula única de más de 28.000 células mostró además que el tratamiento hormonal desplazaba sus perfiles moleculares hacia estados similares a los observados en el endometrio humano durante la fase secretora.
Esto era importante porque el objetivo no era disponer simplemente de una superficie sobre la que colocar un embrión. El modelo debía reproducir características biológicas relevantes del tejido con el que el blastocisto entra en contacto en el útero.
Estudiar la adhesión del embrión humano in vitro
En una segunda fase, se introdujeron blastocistos humanos donados para investigación en el canal epitelial y se siguió su evolución mediante microscopía time-lapse.
Así fue posible observar el proceso paso a paso.
Inicialmente, los blastocistos presentaban su característica forma esférica y expandida. Al comenzar la adhesión, cambiaron de morfología y establecieron un contacto estable con el epitelio endometrial. A continuación, el trofoblasto, la capa celular externa del blastocisto que participa posteriormente en la formación de la placenta, comenzó a extenderse lateralmente sobre la superficie epitelial. Al mismo tiempo, las células del interior del embrión se reorganizaron.
Nueve de los 19 blastocistos humanos estudiados en condiciones de preparación hormonal establecieron una adhesión estable. El inicio de la adhesión se produjo, de media, aproximadamente 34 horas después de introducirlos en el modelo.
El entorno hormonal resultó determinante. Cuando los blastocistos se introdujeron en modelos que no habían recibido preparación hormonal, ninguno estableció una adhesión estable. El bloqueo de la señalización de la progesterona mediante mifepristona también redujo notablemente la adhesión.
Los embriones adheridos, además, permanecieron biológicamente activos. Secretaron beta-hCG, una hormona producida por las células del trofoblasto durante las primeras etapas del embarazo.
Una ventana a un proceso que normalmente permanece oculto
ADOC no reproduce todo el proceso de implantación humana. Su diseño actual permite estudiar principalmente la fase de adhesión, pero no reproduce la posterior invasión del tejido endometrial. Además, el endometrio humano presenta una complejidad celular y estructural mayor de la que puede representar actualmente este modelo.
Su utilidad reside en ofrecer un entorno experimental controlado en el que estudiar algunas de las primeras etapas de la interacción entre el embrión y el endometrio.
Al combinar células endometriales humanas, respuesta hormonal, comunicación molecular y técnicas de imagen en tiempo real, el modelo permite estudiar acontecimientos que normalmente tienen lugar fuera de nuestra vista, en el interior del útero.
Esto permite plantear preguntas más precisas sobre cómo adquiere el endometrio su estado receptivo, cómo interactúan las células maternas y embrionarias y qué ocurre cuando esta interacción se altera.
Aunque la implantación es un paso esencial para el establecimiento del embarazo, todavía desconocemos muchos aspectos de cómo ocurre este proceso en humanos. Modelos como ADOC permiten estudiar algunos de sus primeros pasos y observar con mayor detalle la interacción que se establece entre el embrión y el endometrio.
Referencia del artículo
Zaragozano S, Pardo-Figuerez M, Monteagudo-Sanchez A, et al. Modeling human embryo adhesion using a microfluidic platform. Science Advances. 2026;12:eadz2249. https://doi.org/10.1126/sciadv.adz2249