Dispositivos microfluídicos para seleccionar espermatozoides

Uno de los objetivos principales en cualquier tratamiento de reproducción asistida es seleccionar los mejores gametos para formar los mejores embriones.

En el caso de los óvulos, la selección es limitada: el equipo de embriólogos trabaja con los que se han obtenido y han madurado correctamente. Pero con los espermatozoides, el reto es otro. Suele haber desde millones a cientos de ellos, y hay que elegir los que tienen mejor movilidad, forma e integridad del ADN.

Durante años, las técnicas clásicas como el swim-up o la centrifugación en gradientes de densidad han sido las herramientas habituales. Funcionan, pero también pueden causar daño celular y no siempre logran seleccionar a los mejores.

Por eso, la ciencia lleva tiempo buscando formas más fisiológicas y menos agresivas de realizar esta selección. Así nacieron los dispositivos microfluídicos, también conocidos como chips de selección espermática o sistemas de microcanales.

Imagina una autopista en miniatura, tan estrecha que solo puede circular por ella un apenas algunos espermatozoides a la vez, que se mueva bien y se oriente correctamente.

Esa es la esencia de un dispositivo microfluídico: una herramienta de laboratorio formada por canales microscópicos que permiten seleccionar espermatozoides por su funcionalidad real, sin necesidad de centrifugar ni manipular de forma agresiva.

Estos canales, que suelen medir entre 10 y 100 micras (como el grosor de un cabello humano), están diseñados para imitar el entorno natural del tracto reproductor femenino. La selección se puede basar en fuerzas o mecanismos fisiológicos como:

•    Reotaxis: nadar a contracorriente frente a un flujo suave.

•    Quimiotaxis: orientarse hacia una señal química, como las que produce el óvulo.

•    Termotaxis: seguir pequeños gradientes de temperatura.

•    Filtrado geométrico: solo los más ágiles logran avanzar por canales estrechos.

Gracias a esto, el dispositivo actúa como una especie de “criba funcional”: los espermatozoides que llegan al final son, en principio, los que tienen mayor potencial reproductivo.

Aunque muchos se promocionan como “microfluídicos”, no todos cumplen los criterios estrictos de la microfluídica real. Para aclararlo, podemos agruparlos en tres tipos principales:

1. Dispositivos con microcanales estructurados

Son los más representativos de la microfluídica pasiva. Contienen microcanales diseñados para guiar a los espermatozoides por su propia motilidad. No aplican presión ni centrifugación.

Reproducen el entorno natural con flujo laminar y permiten seleccionar espermatozoides sanos y activos.

Ejemplos reales disponibles:

• Fertile® Chip (también distribuido como ZyMōt ICSI)

• Otros modelos similares disponibles en laboratorios de reproducción asistida.

2. Dispositivos de flujo dirigido (reotaxis activa)

Algunos sistemas experimentales generan un flujo suave y continuo de medio. Solo los espermatozoides con buena orientación y energía logran nadar a contracorriente.

Aunque simulan bien la reotaxis, muchos de estos sistemas no tienen canales estructurados, por lo que no todos califican como microfluídicos reales.

Ejemplos en desarrollo:

• SPARTAN, Fluid Wall Microfluidics

3. Sistemas por taxis (quimio y termotaxis)

Se encuentran en fase de investigación avanzada. Aplican gradientes químicos o térmicos para seleccionar espermatozoides que responden a señales biológicas. Aún no están disponibles para uso clínico.

A diferencia de las técnicas tradicionales, los dispositivos microfluídicos están diseñados para respetar más la fisiología del espermatozoide y evitar manipulaciones agresivas. Estas son las principales ventajas observadas:

Menor daño celular
Evitan la centrifugación y otras técnicas que generan radicales libres o estrés mecánico. Esto ayuda a conservar mejor la integridad del ADN espermático.

Muestras de mejor calidad
Seleccionan espermatozoides con mayor movilidad progresiva, mejor forma y menor fragmentación del ADN. En estudios comparativos, el porcentaje de espermatozoides con daño en su ADN se reduce significativamente.

Simulación del entorno natural
Reproducen mecanismos presentes en el cuerpo humano, como la reotaxis o la termotaxis. Esto permite una selección más parecida a la que ocurre en las trompas de Falopio.

Útiles en casos complejos
En muestras con fragmentación de ADN elevada o en tratamientos previos fallidos, los dispositivos microfluídicos pueden ayudar a obtener mejores embriones y aumentar las probabilidades de éxito.

Integración sencilla en el laboratorio
No requieren grandes equipos, son rápidos de usar y se adaptan bien a ciclos de FIV o ICSI sin añadir pasos complicados.

Vale, todo esto suena muy bien, pero… ¿hay pruebas reales?

Aunque aún falta investigación a largo plazo, ya hay estudios sólidos que muestran beneficios reales de los dispositivos como Fertile® Chip. Aquí algunos ejemplos:

•     Menor fragmentación del ADN espermático
Un estudio con 70 muestras mostró que el uso de un chip microfluídico redujo la fragmentación del ADN desde un 21 % hasta casi 0 %.

•     Mayor movilidad y morfología saludable
Se ha observado que los espermatozoides seleccionados con microfluídica se mueven mejor, tienen mejor forma y presentan menos daño genético que los seleccionados con swim-up.

•     Reducción del daño en la doble cadena del ADN
Existen observaciones clínicas preliminares que sugieren que algunos chips microfluídicos, como Fertile® Chip o ZyMōt ICSI, podrían ayudar a reducir también el daño más complejo en el ADN espermático, como las roturas de doble cadena.

Sin embargo, hasta el momento no hay estudios publicados en revistas indexadas que lo confirmen de forma concluyente. Es un campo en investigación activa.

•     Posible mejora de la calidad embrionaria
Algunos estudios sugieren que estos dispositivos pueden ayudar a obtener embriones euploides (con el número correcto de cromosomas), aunque no se ha demostrado que aumenten por sí solos la tasa de embarazo o de nacimientos.

La microfluídica parece ser una herramienta útil, especialmente en casos con mala calidad espermática. Aún no hay garantías absolutas, pero sí datos prometedores.

La ciencia sigue estudiando su impacto real en los resultados clínicos.

Los dispositivos microfluídicos representan una herramienta prometedora para seleccionar espermatozoides con más precisión, de forma menos invasiva y más fisiológica. Aunque aún no hay evidencia definitiva de que mejoren las tasas de embarazo o nacimiento, los resultados en calidad espermática y embrionaria son alentadores.

En casos con fragmentación de ADN elevada o fallos previos, pueden marcar una diferencia. Como siempre, será el equipo médico quien valore si su uso está indicado en cada situación.

La investigación continúa, y cada paso nos acerca a tratamientos más personalizados, seguros y eficaces.