Ученые из Института биоинженерии Каталонии (IBEC) в Испании впервые в истории получили видеозапись процесса имплантации человеческого эмбриона. Исследование, подробно описанное в журнале Science Advances 15 августа, было проведено под руководством Сэмюэля Охоснегроса, главного исследователя группы «Биоинженерия для репродуктивного здоровья», и научного сотрудника Амели Годо. Наблюдение велось не в теле человека, а на лабораторной 3D-модели матки, что открывает беспрецедентные возможности для развития репродуктивных технологий.
Этот прорыв имеет решающее значение, поскольку срыв имплантации является причиной 60% всех выкидышей и одной из главных, но наименее изученных причин бесплодия. Ранее процесс было невозможно изучить в динамике из-за его кратковременности и сложности доступа к внутреннему органу. Прямое наблюдение у пациентки, проходящей процедуру ЭКО, сопряжено с недопустимыми рисками, а имеющиеся данные ограничивались серией статичных изображений.
Для фиксации процесса команда инженеров создала специальную установку, позволившую вести запись в четырех измерениях — трехмерном пространстве в течение времени. Модель матки представляла собой гель, состоящий из различных белков, обнаруженных в тканях матки, включая коллаген. В исследовании использовались эмбрионы человека на ранней стадии развития, пожертвованные парами, проходящими экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО). Для записи видео применялись методы микроскопии и флуоресцентной визуализации.
Видеозапись показала, что имплантация — это не пассивный, а агрессивный и динамичный процесс. Эмбрион выделяет ферменты, которые буквально растворяют ткани матки, и активно «вбуравливается» в подготовленную для него среду, прокладывая себе путь. «Это на удивление инвазивный процесс», — отметил Сэмюэль Охоснегрос. После внедрения эмбрион формирует специализированные ткани для соединения с кровеносными сосудами матери и получения питательных веществ.
Исследование также выявило, что эмбрион не просто прикрепляется, а прилагает значительную физическую силу к окружающим тканям матки, смещая и реорганизуя их. Более того, было замечено, что эмбрион сам реагирует на внешние механические воздействия, что доказывает сложное силовое взаимодействие между ним и эндометрием.
Полученные данные позволили выдвинуть гипотезу о ключевой роли естественных сокращений матки в успешной имплантации. В норме матка спонтанно сокращается в среднем 1-2 раза в минуту. Эти мышечные движения могут быть не случайными, а необходимыми для правильного позиционирования и внедрения эмбриона.
Эта гипотеза подкрепляется результатами ранее проведенного исследования, которое показало, что у пациенток ЭКО со слишком частыми или, наоборот, слишком редкими сокращениями матки в день переноса эмбриона показатели имплантации были значительно ниже. Это говорит о существовании «оптимального диапазона частоты» сокращений, благоприятного для наступления беременности. Понимание этих механических аспектов может в будущем привести к разработке новых стратегий для повышения успешности процедур ЭКО.
Изображение носит иллюстративный характер
Этот прорыв имеет решающее значение, поскольку срыв имплантации является причиной 60% всех выкидышей и одной из главных, но наименее изученных причин бесплодия. Ранее процесс было невозможно изучить в динамике из-за его кратковременности и сложности доступа к внутреннему органу. Прямое наблюдение у пациентки, проходящей процедуру ЭКО, сопряжено с недопустимыми рисками, а имеющиеся данные ограничивались серией статичных изображений.
Для фиксации процесса команда инженеров создала специальную установку, позволившую вести запись в четырех измерениях — трехмерном пространстве в течение времени. Модель матки представляла собой гель, состоящий из различных белков, обнаруженных в тканях матки, включая коллаген. В исследовании использовались эмбрионы человека на ранней стадии развития, пожертвованные парами, проходящими экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО). Для записи видео применялись методы микроскопии и флуоресцентной визуализации.
Видеозапись показала, что имплантация — это не пассивный, а агрессивный и динамичный процесс. Эмбрион выделяет ферменты, которые буквально растворяют ткани матки, и активно «вбуравливается» в подготовленную для него среду, прокладывая себе путь. «Это на удивление инвазивный процесс», — отметил Сэмюэль Охоснегрос. После внедрения эмбрион формирует специализированные ткани для соединения с кровеносными сосудами матери и получения питательных веществ.
Исследование также выявило, что эмбрион не просто прикрепляется, а прилагает значительную физическую силу к окружающим тканям матки, смещая и реорганизуя их. Более того, было замечено, что эмбрион сам реагирует на внешние механические воздействия, что доказывает сложное силовое взаимодействие между ним и эндометрием.
Полученные данные позволили выдвинуть гипотезу о ключевой роли естественных сокращений матки в успешной имплантации. В норме матка спонтанно сокращается в среднем 1-2 раза в минуту. Эти мышечные движения могут быть не случайными, а необходимыми для правильного позиционирования и внедрения эмбриона.
Эта гипотеза подкрепляется результатами ранее проведенного исследования, которое показало, что у пациенток ЭКО со слишком частыми или, наоборот, слишком редкими сокращениями матки в день переноса эмбриона показатели имплантации были значительно ниже. Это говорит о существовании «оптимального диапазона частоты» сокращений, благоприятного для наступления беременности. Понимание этих механических аспектов может в будущем привести к разработке новых стратегий для повышения успешности процедур ЭКО.
