Ilustração de uma célula de embrião humano, destacando estruturas principais como o núcleo, mitocôndrias e organelas.

Relatório de Insights da CAS: Novas técnicas em tecnologia de reprodução assistida

Resumo executivo

  • A tecnologia de reprodução assistida (TRA) trata a infertilidade, que afeta cerca de 10-15% dos casais em todo o mundo. Desde o primeiro nascimento bem-sucedido por fertilização in vitro (FIV) em 1978, mais de 8 milhões de bebês nasceram por meio de FIV, e as publicações relacionadas à TRA triplicaram nas últimas duas décadas, refletindo um impulso científico e comercial sustentado.
  • Técnicas estabelecidas — FIV, injeção intracitoplasmática de espermatozoides (ICSI), inseminação intrauterina, criopreservação, gametas doadores e barriga solidária — permanecem como a base do tratamento de fertilidade, sendo a FIV responsável pela maior parte da pesquisa e prática clínica relacionada à TRA globalmente.
  • As áreas de inovação que mais cresceram entre 2022 e 2024 são a IA na TRA e a gametogênese in vitro (GIV). A IA está melhorando a seleção de embriões e espermatozoides, otimizando a estimulação ovariana e prevendo os resultados da FIV, enquanto a GIV visa criar gametas funcionais a partir de células somáticas, como pele ou sangue — um avanço demonstrado em camundongos e em progresso na pesquisa humana.
  • Terapias baseadas em células-tronco e edição genética apresentam o maior interesse comercial, medido pela participação em patentes (10% e 13%, respectivamente), mas ambas levantam questões éticas, de segurança e regulatórias complexas, particularmente em torno da modificação da linhagem germinativa, manipulação de embriões e os efeitos a longo prazo das intervenções baseadas em CRISPR.

Resumo executivo

As tecnologias de reprodução assistida (TRA) revolucionaram a medicina reprodutiva, oferecendo esperança a milhões de pessoas que enfrentam problemas de fertilidade por meio de métodos que vão desde a inseminação artificial até a edição genética de ponta. Embora técnicas estabelecidas, como a fertilização in vitro e a injeção intracitoplasmática de espermatozoides, sejam amplamente utilizadas hoje, tecnologias emergentes como a gametogênese in vitro, terapias gênicas e terapias baseadas em células-tronco estão expandindo os limites do que é possível.  

A TRA é um campo em rápido avanço, mas o uso de certas tecnologias novas e emergentes em humanos ainda é altamente experimental, rigorosamente regulamentado e cercado por desafios éticos e legais. Muitas inovações na TRA estão sendo testadas apenas em modelos animais, embora algumas tenham feito a transição bem-sucedida para aplicações humanas, incluindo testes genéticos pré-implantacionais, terapia de substituição mitocondrial, monitoramento por time-lapse e maturação in vitro. Além disso, a inteligência artificial está transformando a medicina reprodutiva ao permitir a seleção precisa de embriões, otimizar protocolos clínicos e prever resultados de tratamentos.  

Este relatório explora dados da CAS Content CollectionTM para descrever o progresso da pesquisa em TRA e identificar os principais conceitos e desafios emergentes, a fim de compreender melhor como a TRA está moldando o futuro da saúde reprodutiva.

Estado da TRA: Uma introdução  

A tecnologia de reprodução assistida (TRA) abrange um amplo espectro de técnicas médicas projetadas para ajudar indivíduos e casais a superar desafios de infertilidade e permitir a concepção de filhos. A infertilidade afeta aproximadamente 10-15% dos casais em todo o mundo, tornando a TRA um componente crítico da saúde moderna.

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Os procedimentos de TRA geralmente envolvem a manipulação de óvulos, espermatozoides e embriões para alcançar a fertilização e a implantação. Técnicas como FIV e criopreservação são agora práticas padrão em clínicas de fertilidade em todo o mundo. Nos últimos anos, tecnologias emergentes como inteligência artificial (IA), testes genéticos e pesquisa com células-tronco refinaram ainda mais a TRA, aumentando suas taxas de sucesso e abordando implicações éticas e sociais. Além disso, inovações experimentais como a gametogênese in vitro (GIV) podem fornecer gametas para indivíduos que não conseguem produzir os seus próprios.  

No entanto, muitas questões éticas permanecem em torno de várias inovações em TRA, e muitas ainda dependem fortemente de modelos animais. Essa abordagem fornece insights valiosos sobre a biologia reprodutiva e os efeitos de várias intervenções de TRA, mas mostra que muitas inovações ainda estão longe do uso clínico em humanos.  

Exploramos dados da CAS Content CollectionTM, o maior repositório de informações científicas com curadoria humana, para descrever o progresso da pesquisa em TRA. O crescimento nas publicações desde o ano 2000 demonstra o amplo interesse científico e comercial nessas inovações, com o número de publicações relacionadas à TRA triplicando nas últimas duas décadas (veja a Figura 1).

Number of documents (journal articles and patents) related to ART for 2000-2024. Source: CAS Content Collection.
Figura 1: Número de documentos (artigos de periódicos e patentes) relacionados à TRA entre 2000-2024. Fonte: CAS Content Collection.

Métodos atuais de tecnologia de reprodução assistida

Os esforços para superar a infertilidade têm uma longa história, começando com o primeiro caso documentado de inseminação artificial em 1790. A primeira gravidez alcançada por meio de fertilização in vitro de um oócito humano ocorreu em 1973, embora tenha terminado em aborto espontâneo. Em 1978, ocorreu a primeira gravidez e nascimento bem-sucedidos por FIV e, na década de 1980, a FIV tornou-se um procedimento comum.

Mais de 8 milhões de bebês nasceram por meio de FIV, e os métodos de reprodução assistida (RA) são agora partes bem estabelecidas da medicina reprodutiva em todo o mundo. Os métodos tradicionais mais comuns incluem:

  • A FIV é um pilar do tratamento da fertilidade humana, permitindo milhões de nascimentos em todo o mundo. A FIV inclui a estimulação ovariana usando medicamentos para fertilidade para produzir múltiplos óvulos, a coleta de óvulos maduros por meio de um procedimento cirúrgico menor, a fertilização dos óvulos com espermatozoides em uma placa de laboratório e a transferência dos embriões resultantes para o útero. Atualmente totalmente integrada à prática clínica, é aplicada com sucesso em casos de infertilidade por fator tubário, endometriose, fator masculino e infertilidade sem causa aparente. As taxas de sucesso variam de acordo com a idade, com as maiores taxas (30-40% por ciclo) para mulheres com menos de 35 anos.  Em nossa análise da CAS Content Collection, descobrimos que a FIV constitui a maior parte dos documentos relacionados à RA (veja a Figura 2). ‍
  • A inseminação artificial é um procedimento médico no qual o esperma é introduzido no trato reprodutivo da mulher para facilitar a fertilização e a gravidez. Uma amostra de esperma é coletada, lavada e concentrada para isolar espermatozoides saudáveis, sendo então colocada diretamente no útero (inseminação intrauterina, IIU) ou no colo do útero (inseminação intracervical, ICI) durante a ovulação. É aplicada principalmente em casos de infertilidade masculina leve, infertilidade sem causa aparente ou problemas no muco cervical. É mais simples e menos invasiva que a FIV. As taxas de sucesso são geralmente de 10-20% por ciclo, dependendo de fatores como idade e qualidade do esperma.
  • ‍A transferência intrafalopiana de gametas (GIFT) é um procedimento que ajuda mulheres a conceber colocando óvulos e espermatozoides diretamente nas trompas de Falópio. Óvulos e espermatozoides são coletados e misturados antes de serem colocados na trompa de Falópio via laparoscopia, permitindo que a fertilização ocorra naturalmente no corpo. Este método é menos comum hoje devido aos avanços na FIV.  ‍
  • A transferência intrafalopiana de zigotos (ZIFT) é semelhante à FIV, mas o óvulo fertilizado (zigoto) é transferido para a trompa de Falópio em vez do útero. É aplicada a pacientes inférteis com trompas de Falópio saudáveis. Ela combina os benefícios da FIV e da GIFT, mas é menos comum atualmente.     ‍
  • A criopreservação (preservação da fertilidade) envolve o congelamento e armazenamento de células reprodutivas, como óvulos, espermatozoides ou embriões, para uso futuro. A criopreservação é agora um procedimento de rotina para embriões e espermatozoides e está se tornando mais comum para oócitos. É aplicada para preservação da fertilidade, por exemplo, para pacientes com câncer submetidos a quimioterapia ou radioterapia, embriões excedentes de FIV ou para aqueles que adiam a maternidade/paternidade por motivos pessoais ou profissionais.  ‍
  • A doação de óvulos e espermatozoides pode ajudar pessoas a terem filhos quando não conseguem produzir óvulos ou espermatozoides saudáveis por conta própria. Óvulos ou espermatozoides são doados por terceiros e usados em procedimentos de RA, como FIV ou inseminação intrauterina, para alcançar a gravidez. Este método é amplamente utilizado por mulheres mais velhas, casais do mesmo sexo ou pais solteiros.  ‍
  • A barriga de aluguel (gestação de substituição) envolve uma mulher que carrega e dá à luz uma criança para outra pessoa ou casal usando seus embriões (gestação de substituição gestacional) ou seu próprio óvulo (gestação de substituição tradicional). Enquanto na gestação de substituição tradicional o óvulo da gestante é fertilizado com espermatozoides (via IIU ou FIV), tornando-a a mãe biológica, na gestação de substituição gestacional, a gestante carrega um embrião criado por meio de FIV usando óvulos e espermatozoides dos pais pretendidos ou doadores, portanto, ela não tem vínculo genético com a criança.  
Assisted reproductive technologies by research volume, led by IVF at 23,541 publications.
Figura 2: Conceitos-chave relacionados às tecnologias de reprodução assistida com o respectivo número de documentos entre 2000-2024. Fonte: CAS Content Collection.

Fastest-growing ART methods: AI and in vitro gametogenesis

Os métodos tradicionais de RA foram inovadores, mas apresentam muitas desvantagens, incluindo altos custos, estresse físico e emocional, riscos à saúde e questões éticas e legais. Novas inovações estão oferecendo maior esperança para pessoas que lutam contra a infertilidade, e nossa análise da CAS Content Collection mostra que o uso de IA na RA e a gametogênese in vitro (GIV) são os métodos novos que mais crescem nos últimos três anos (2022-2024) (veja a Figura 3).

Relative growth of documents associated with the key concepts related to ART over the past three years
Figura 3: Crescimento relativo de documentos associados aos conceitos-chave relacionados à RA nos últimos três anos (2022-2024) (painel superior com barras empilhadas) e proporções relativas de artigos de periódicos e patentes (linha inferior com gráficos de pizza). Fonte: CAS Content Collection.

IA na RA

Para a seleção de embriões, algoritmos de IA analisam imagens de embriões para avaliar sua qualidade e potencial de implantação bem-sucedida. Esses algoritmos usam:

  • Imagens em time-lapse: a IA monitora o desenvolvimento do embrião ao longo do tempo, avaliando fatores como morfologia, padrões de divisão celular e dinâmica. ‍
  • Dados morfocinéticos: algoritmos preveem a probabilidade de um embrião se desenvolver em uma gravidez viável, identificando características sutis não visíveis ao olho humano.  

A IA também ajuda a melhorar a seleção de espermatozoides ao identificar os espermatozoides mais móveis e morfologicamente normais, e por meio de verificações de integridade do DNA, que avaliam os níveis de fragmentação do DNA no esperma para selecionar os candidatos mais saudáveis.

Modelos de aprendizado de máquina analisam múltiplos pontos de dados para prever a taxa de sucesso da FIV, incluindo histórico do paciente (idade, níveis hormonais, fatores de estilo de vida), dados clínicos (marcadores de reserva ovariana, receptividade endometrial) e métricas de qualidade do embrião. A IA pode otimizar protocolos de estimulação ovariana personalizando as dosagens de medicamentos com base nas respostas específicas do paciente e prevendo as respostas ovarianas à estimulação, reduzindo o risco de síndrome de hiperestimulação ovariana (SHEO). Identificar o momento ideal para intervenções clínicas, como a coleta de óvulos e a transferência de embriões, é fundamental para o sucesso dos ciclos de RA, e os pesquisadores observaram melhorias notáveis com modelos orientados por IA.

Nossa análise revelou um aumento de patentes relacionadas a inovações impulsionadas por IA, como uma patente atribuída à Universidade Cornell em 2025, que utiliza aprendizado de máquina e/ou aprendizado profundo para analisar e prever o status de ploidia de um embrião. A Univfy também patenteou recentemente métodos assistidos por computador para avaliar a probabilidade de uma paciente ter uma falha na FIV ou um resultado de tratamento intermediário.

A automação impulsionada por IA otimiza processos em laboratórios de reprodução assistida, incluindo o monitoramento e controle das condições das incubadoras, a padronização da classificação embrionária para minimizar o erro humano e o gerenciamento de protocolos de criopreservação. Ao aproveitar grandes conjuntos de dados de clínicas e estudos de pesquisa para identificar tendências e fatores que influenciam o sucesso da reprodução assistida, a IA pode reconhecer padrões nos dados de pacientes e embriões e melhorar os protocolos de tratamento. Portanto, os usos da IA na reprodução assistida são extensos e podem proporcionar melhores resultados para muitos pacientes.

IVG na reprodução assistida

A IVG é uma tecnologia experimental que permite a criação de espermatozoides ou óvulos a partir de células somáticas, como células da pele ou do sangue. A IVG envolve a diferenciação de células-tronco pluripotentes (CTPs), como células-tronco embrionárias (CTEs) ou células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs), em gametas. Esse processo mimetiza a progressão natural da gametogênese, na qual células germinativas primordiais se desenvolvem em gametas maduros por meio de vias moleculares e celulares complexas. O aspecto promissor é que ela poderia fornecer gametas para aqueles que não conseguem produzir óvulos ou espermatozoides viáveis.

Pesquisadores produziram com sucesso gametas funcionais em modelos animais, incluindo camundongos, resultando em descendentes saudáveis. No entanto, a transposição dessas técnicas para sistemas humanos continua sendo um trabalho em andamento devido à complexidade da gametogênese humana e a importantes preocupações éticas. Em 2024, cientistas da Universidade de Kyoto criaram precursores de gametas humanos a partir de células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs), mas obstáculos significativos permanecem antes que essa técnica possa ser amplamente utilizada.

Apesar dos recentes avanços na IVG, preocupações éticas persistem. A criação e manipulação de embriões, especificamente a criação e o descarte de um grande número de embriões, precisam ser abordadas antes da implementação. A segurança e a eficácia também exigem uma validação extensa antes da aplicação clínica.

Métodos de maior interesse comercial: Terapias com células-tronco e edição genética

Como visto nos gráficos de pizza na parte inferior da Figura 3, a edição genética e as terapias baseadas em células-tronco possuem a maior fração de patentes de todos os documentos (13% e 10%, respectivamente), o que indica um alto interesse comercial.

Terapias baseadas em células-tronco

As células-tronco podem se diferenciar em tipos de células reprodutivas, como células-tronco embrionárias ou células-tronco pluripotentes induzidas para formar oócitos ou espermatozoides; elas secretam sinais parácrinos que melhoram o reparo tecidual e a função celular; e podem se integrar aos tecidos reprodutivos, contribuindo para a recuperação estrutural e funcional.

A aplicação de terapias baseadas em células-tronco na reprodução assistida pode impulsionar inúmeros avanços:

  • O declínio da reserva ovariana relacionado à idade é uma das principais causas de infertilidade. Células-tronco mesenquimais e células-tronco derivadas da medula óssea têm se mostrado promissoras na regeneração do tecido ovariano, melhorando a foliculogênese e restaurando o equilíbrio hormonal.
  • O transplante de células-tronco demonstrou potencial na restauração da espermatogênese em indivíduos com azoospermia ou outras formas de infertilidade masculina. As células-tronco espermatogoniais (CTEs) podem ser coletadas, cultivadas e reintroduzidas nos testículos para reiniciar a produção de espermatozoides.
  • Condições como a síndrome de Asherman e o endométrio fino representam desafios significativos para o sucesso da implantação. Células-tronco endometriais (CTEs) e células-tronco mesenquimais (CTMs) têm sido exploradas para regenerar e melhorar a receptividade endometrial.
  • Como observado, a obtenção de gametas (óvulos e espermatozoides) a partir de células-tronco pluripotentes via IVG abre novas possibilidades para a parentalidade biológica.

Vários tipos de células-tronco utilizados na reprodução assistida estão resumidos na Tabela 1.

Tipo de célula-tronco Órgão Aplicado a Efeito / Estimulação
Derivadas de tecido adiposo (ADSC)

Testículo

Rato

Espermatogênese

 

Ovário

Camundongo, rato

Folículos, estradiol

Cordão umbilical (UCSC)

Testículo

Camundongo

Células germinativas

 

Endométrio

Humano

Endométrio, nascimento

Pluripotentes induzidas (iPSC)

Testículo

Humano

Espermatogênese

Espermatogonial (SSC)

Testículo

Macaco

Espermatogênese

Oogonial (OSC)

Ovário

Camundongo

Oócitos, nascimento

Líquido amniótico (AFSC)

Ovário

Camundongo

Folículos

Medula óssea (BMSC)

Ovário

Camundongo

Folículos

Embrionária (ESC)

Ovário

Camundongo

Oócitos

Células progenitoras endometriais (EPC)

Endométrio

Camundongo

Endométrio, nascimento

‍

Tabela 1: Tipos de células-tronco em reprodução assistida.

Edição genética

A edição genética na reprodução assistida tem o potencial de reduzir distúrbios hereditários, melhorar a seleção de embriões e aumentar as taxas de sucesso reprodutivo. Ela pode corrigir mutações em embriões associadas a doenças hereditárias, como fibrose cística, anemia falciforme e doença de Huntington, prevenindo sua transmissão para as futuras gerações. Outra aplicação da edição genética na reprodução assistida é o aprimoramento da seleção de embriões — o rastreamento genético combinado com a edição pode melhorar a qualidade embrionária ao selecionar embriões com maior potencial para uma implantação e desenvolvimento bem-sucedidos. A edição genética também pode ajudar a tratar a infertilidade ao identificar e corrigir causas genéticas da infertilidade, como anomalias cromossômicas ou mutações que afetam a função dos gametas.

O sistema CRISPR-Cas9 é a ferramenta mais proeminente na edição genética. Ao visar sequências específicas de DNA, o CRISPR-Cas9 pode adicionar, excluir ou alterar genes, tornando-se uma tecnologia valiosa no tratamento de distúrbios genéticos hereditários em embriões criados via fertilização in vitro.

No entanto, essa técnica é controversa devido ao potencial para "bebês projetados" e consequências não intencionais. Atualmente, a edição genética em humanos, particularmente a edição da linhagem germinativa, que afeta óvulos, espermatozoides ou embriões e pode ser transmitida às gerações futuras, é fortemente restrita ou proibida em muitos países devido a essas preocupações.  

Algumas patentes notáveis foram concedidas nesta área recentemente; por exemplo, a Fujita Academy recebeu uma patente em 2024 para um método de teste de aneuploidia cromossômica de embriões usando RNA não codificante para o tratamento da infertilidade. Esse processo testa embriões cultivados in vitro e cria um perfil de RNA extracelular por meio de aprendizado de máquina, determinando a presença ou ausência de aneuploidia cromossômica.  

Outros métodos inovadores em reprodução assistida

Nossa análise da CAS Content Collection revela vários outros métodos inovadores que estão ganhando força na reprodução assistida:

Rastreamento genético

Uma das tendências mais significativas na reprodução assistida é a integração de técnicas avançadas de rastreamento genético. O teste genético pré-implantacional (PGT) tornou-se cada vez mais sofisticado, permitindo a detecção de anomalias cromossômicas e distúrbios monogênicos em embriões antes da implantação.  

  • A técnica PGT-A (rastreamento de aneuploidias) detecta anomalias cromossômicas, que são uma das principais causas de falha de implantação e aborto espontâneo. Avanços no sequenciamento de nova geração (NGS) melhoraram a precisão e a eficiência do PGT-A, levando a taxas de sucesso mais altas nos ciclos de fertilização in vitro. ‍
  • O PGT-M (distúrbios monogênicos) é usado para identificar embriões portadores de mutações genéticas específicas, permitindo que casais com condições hereditárias tenham filhos saudáveis. O desenvolvimento do CRISPR-Cas9 e de outras ferramentas de edição genética aumentou ainda mais o potencial para corrigir defeitos genéticos no estágio embrionário. ‍
  • O teste PGT-SR (rearranjos estruturais) foi projetado para indivíduos com translocações ou inversões cromossômicas, ajudando a identificar embriões com estruturas cromossômicas equilibradas.

Esses avanços não apenas melhoram a probabilidade de uma gravidez bem-sucedida, mas também reduzem o risco de transmitir distúrbios genéticos, oferecendo uma abordagem mais personalizada à medicina reprodutiva.

Terapias de substituição mitocondrial

A terapia de substituição mitocondrial (MRT), também conhecida como doação mitocondrial, é uma técnica que visa prevenir a transmissão de distúrbios do DNA mitocondrial (mtDNA) de mãe para filho. Isso envolve a substituição de mitocôndrias defeituosas em um óvulo ou embrião por mitocôndrias saudáveis de uma doadora.  

MRT has been used to create embryos with genetic material from three individuals: the mother, the father, and a mitochondrial donor (so called “three-parent babies”).  MRT raises ethical concerns related to genetic modification and the long-term effects on future generations. However, this procedure is beneficial for women with mitochondrial disorders who wish to have genetically related children. The technology is currently regulated differently across countries, with some permitting its use under strict guidelines and others banning it.  

Existem certas diferenças fundamentais entre a TRM e a edição genética, conforme descrito na Tabela 2:

Característica Edição genética Terapia de substituição mitocondrial

Alvo

DNA nuclear

DNA mitocondrial

Escopo

Amplo (doenças, características, viabilidade)

Específico (apenas doenças mitocondriais)

Preocupações éticas

Bebês projetados, edições na linhagem germinativa

Bebês de três pais, preocupações com a identidade

Técnicas

CRISPR, edição de bases, edição prime

Transferência pronuclear (PNT), transferência de fuso materno (MST), transferência de corpo polar (PBT)

‍

Injeção intracitoplasmática de espermatozoides (ICSI)

A ICSI é um procedimento de reprodução assistida que envolve a injeção de espermatozoides vivos diretamente no citoplasma de um óvulo maduro usando uma ferramenta de micromanipulação. O óvulo fertilizado é então cultivado e transferido como na FIV. Representa um refinamento da FIV e é o tratamento mais comum e bem-sucedido para a infertilidade masculina causada por problemas espermáticos, como baixa contagem de espermatozoides, baixa motilidade ou morfologia anormal, ou quando tentativas anteriores de FIV falharam. As taxas de sucesso são semelhantes às da FIV, mas a ICSI pode melhorar significativamente as taxas de fertilização em casos de infertilidade masculina.

Sistemas aprimorados de cultura de embriões

Existem muitas maneiras de aprimorar os sistemas de cultura de embriões, incluindo um novo tipo de design de plataforma de cultura que cria um microambiente melhor para os embriões. Novas formulações de meios de cultura, incluindo antioxidantes para reduzir danos oxidativos e melhorar o desenvolvimento de blastocistos, também estão sendo pesquisadas, assim como sistemas baseados em perfusão que utilizam fluxo dinâmico de meio em vez de cultura estática.  

Avanços em time-lapse imaging e meios de cultura otimizados também permitem o monitoramento contínuo do desenvolvimento embrionário, possibilitando uma melhor seleção para transferência e aumentando as taxas de implantação.

Aprimoramentos na criopreservação

As técnicas de criopreservação em reprodução assistida melhoraram de várias formas, incluindo a vitrificação, que é um processo de congelamento rápido que evita a formação de cristais de gelo, melhorando assim as taxas de sobrevivência de gametas e embriões congelados. Pesquisadores também estão desenvolvendo crioprotetores aprimorados e otimizados; por exemplo, tanques de vapor que armazenam tecidos na fase de vapor do nitrogênio, em vez de imergi-los em nitrogênio líquido, oferecem melhores taxas de sobrevivência para óvulos, espermatozoides e embriões congelados.  

Inovações na preservação da fertilidade

Técnicas como a criopreservação de tecido ovariano e o desenvolvimento de ovários artificiais estão avançando, beneficiando indivíduos que precisam passar por tratamentos médicos que impactam a fertilidade. A técnica de rejuvenescimento ovariano é usada para estimular os ovários a produzirem novos óvulos, particularmente em mulheres com reserva ovariana diminuída ou falência ovariana prematura. Ela pode incluir a injeção de plasma rico em plaquetas (PRP) nos ovários para estimular a reparação tecidual e a produção de óvulos, ou células-tronco para regenerar o tecido ovariano. A técnica ainda é experimental, com resultados mistos em estudos iniciais.  

Tecnologias não invasivas e automatizadas

O time-lapse imaging, o monitoramento contínuo de embriões sem a necessidade de manuseio manual, melhora a seleção embrionária e reduz o estresse sobre os embriões. Sistemas de fertilização in vitro automatizados estão sendo integrados aos laboratórios para melhorar a eficiência e a consistência de processos como a fertilização e a transferência de embriões. Formas não invasivas de testes genéticos para avaliar a saúde genética dos embriões, como o uso de meios de cultura em vez de biópsias invasivas, estão sendo desenvolvidas para minimizar riscos.  

Úteros artificiais

A pesquisa em ectogênese, ou tecnologia de útero artificial, visa apoiar o desenvolvimento de embriões fora do corpo humano. Essa tecnologia oferece soluções para indivíduos incapazes de levar uma gestação adiante por razões médicas ou anatômicas e promove avanços nos cuidados neonatais ao dar suporte a bebês extremamente prematuros.

Pesquisa em reprodução assistida em modelos animais

Como muitos métodos de reprodução assistida levantam preocupações éticas e legais, os pesquisadores precisam recorrer a modelos animais para desenvolver e otimizar essas técnicas. Os modelos animais são indispensáveis na pesquisa em reprodução assistida devido às suas semelhanças biológicas e fisiológicas com os humanos e ao seu papel no estudo de processos reprodutivos específicos de cada espécie. Além disso, eles fornecem um ambiente controlado para estudar os mecanismos da reprodução, testar novas tecnologias e avaliar a segurança e a eficácia das intervenções de reprodução assistida.  

Modelos animais comuns na pesquisa em reprodução assistida incluem:  

  • Roedores (camundongos e ratos) devido aos seus ciclos reprodutivos curtos, facilidade de manipulação genética e baixo custo. ‍
  • Animais de criação (gado, ovelhas e cabras), que podem contribuir para a eficiência agrícola e a conservação da vida selvagem ao adaptar técnicas para espécies ameaçadas. ‍
  • Primatas não humanos porque são os modelos mais próximos dos humanos em biologia reprodutiva. ‍
  • Peixes-zebra, que possuem um modelo único para a embriogênese inicial devido à sua fertilização externa e embriões transparentes. ‍
  • Vida selvagem modelos que auxiliam nos esforços globais de conservação ao aumentar a diversidade genética e a recuperação populacional.  

Os modelos animais continuam sendo indispensáveis na pesquisa em reprodução assistida, servindo como uma ponte para garantir que as aplicações em humanos sejam seguras e eficazes. Na Tabela 3, comparamos as técnicas usadas em modelos animais e em humanos:

Técnica Animais modelo Humanos

FIV e ICSI

Totalmente estabelecido; otimizado em animais

Amplamente utilizado clinicamente

Edição genética

Comumente usado para pesquisa e testes

Limitado à pesquisa; sem uso clínico em linhagem germinativa

Criopreservação

Bem estudado em animais

Rotineiramente usado clinicamente

Substituição 
mitocondrial

Testado extensivamente em animais

Aprovado em países selecionados para uso clínico

Úteros artificiais

Bem-sucedido em ovelhas

Estágio pré-clínico; sem aplicações humanas

IVG (gametas de células-tronco)

Gametas funcionais foram obtidos em camundongos

Ainda não aplicável

‍

Desafios e considerações éticas

Embora as metodologias de reprodução assistida (RA) sejam extremamente promissoras, elas apresentam desafios e considerações éticas únicos. A segurança também deve ser considerada, uma vez que os efeitos a longo prazo de muitos procedimentos ainda são desconhecidos. Como resultado, existem inúmeras áreas de preocupação em torno da implementação dessas inovações:

  • Ética relacionada aos embriões: Criar mais embriões do que o necessário levanta preocupações sobre o que acontece com os embriões não utilizados. Alguns consideram o descarte de embriões eticamente problemático. ‍
  • Direitos dos pais e da criança: O uso de doadores de óvulos e espermatozoides e de barrigas de aluguel introduz complexidades legais e emocionais em relação aos direitos parentais e ao direito da criança de conhecer suas origens genéticas. O uso de gametas ou embriões de indivíduos falecidos levanta questões sobre o consentimento e o bem-estar da criança resultante. Preconceitos sociais e obstáculos legais podem afetar o acesso de casais do mesmo sexo ou indivíduos solteiros à RA.‍
  • Questões legais e regulatórias: As práticas e leis de RA variam entre os países, levando a inconsistências éticas. Pessoas que viajam para países com leis de RA mais brandas podem explorar brechas, complicando a supervisão e a aplicação ética. O uso de IA e dados genéticos na RA também levanta preocupações sobre a confidencialidade do paciente e o possível uso indevido de informações confidenciais.

Talvez as questões mais complicadas envolvam ética genética e tecnológica. Tecnologias como o CRISPR usadas na RA levantam preocupações sobre consequências não intencionais, alterações hereditárias e implicações sociais da alteração da genética humana. De fato, as alterações feitas nas células germinativas são hereditárias, o que significa que afetam as gerações futuras. Isso gera questões éticas, pois as gerações futuras não podem consentir com essas modificações.

Há receios de que a edição genética possa ser usada para melhorias não terapêuticas (por exemplo, seleção de inteligência, aparência ou capacidade atlética), levando à desigualdade social e a práticas semelhantes à eugenia. Além disso, alguns grupos argumentam que alterar o DNA humano é "brincar de Deus" ou interferir em processos naturais.

As preocupações com a segurança também devem ser abordadas antes que as inovações em RA possam ser amplamente utilizadas em ambientes clínicos. Mais uma vez, há preocupações sobre a edição genética devido à falta de dados suficientes sobre as consequências a longo prazo e possíveis efeitos fora do alvo. Mutações não intencionais podem ter consequências graves para os indivíduos e para as gerações futuras, tornando crucial compreender totalmente os potenciais efeitos a longo prazo antes da aplicação clínica. Mesmo ferramentas precisas de edição genética, como o CRISPR, podem, às vezes, fazer edições em locais não intencionais no genoma ("efeitos fora do alvo"), o que poderia levar a complicações de saúde imprevistas.

As agências reguladoras estão colaborando com a comunidade científica para estabelecer estruturas para o uso seguro e ético de tecnologias de edição genética. Há uma urgência crescente em envolver o público em debates sobre as implicações éticas, legais e sociais da edição genética. A Organização Mundial da Saúde (OMS) solicitou um registro global de pesquisas de edição genética humana e uma supervisão mais rigorosa, e o Comitê Internacional de Bioética da UNESCO recomendou uma moratória na edição da linha germinativa.

Vários países têm regras diferentes em relação à RA. Por exemplo, em 2023, o Reino Unido aprovou terapias baseadas em CRISPR para o tratamento de doenças sanguíneas, como anemia falciforme e beta-talassemia, marcando um passo significativo para a edição genética somática. A edição da linha germinativa nos EUA não é proibida, mas é fortemente restrita, e em muitos outros países, incluindo nações europeias e a Austrália, a prática é proibida.

O futuro da RA

As tecnologias emergentes em RA estão expandindo as fronteiras da medicina reprodutiva, oferecendo esperança a indivíduos que enfrentam a infertilidade, ao mesmo tempo em que levantam profundas questões éticas e sociais. Da seleção de embriões orientada por IA à gametogênese in vitro e edição genética, esses avanços prometem redefinir a parentalidade.

No entanto, traduzir essas inovações para a prática clínica exige uma consideração cuidadosa da segurança, acessibilidade e implicações éticas para garantir um uso equitativo e responsável. Assim que uma inovação em RA demonstra sucesso em modelos animais, ela progride para ensaios clínicos em humanos, começando com estudos pequenos e cuidadosamente monitorados. Inovações como a imagem em time-lapse e a seleção de embriões orientada por IA transitaram da teoria ou da pesquisa baseada em animais para o uso humano após uma validação rigorosa.

As questões em torno da RA são complexas, e a ciência ainda tem muito a aprender antes que mais desses avanços possam ser trazidos para a prática clínica. No entanto, como mostra nossa análise, as abordagens inovadoras para tecnologias reprodutivas são um farol de esperança e um testemunho da engenhosidade científica.

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Perguntas e respostas

O que é a reprodução assistida (RA)?

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