Сегодня лаборатории экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) могут заслуженно похвастаться тем, как эффективно «выращивают» эмбрионы до стадии бластоцист. С этим связано и следующее достижение, которое позволило снизить риски наступления многоплодной беременности: селективный эмбриотрансфер. Когда можно использовать всего один эмбрион, не снижая общую успешность процедуры. Рассказываем, в каких условиях должны культивироваться эмбрионы, чтобы иметь высокие шансы для приживления.
Краткий экскурс в историю
В самом начале для культивирования эмбрионов использовались простые питательные среды с добавлением бычьего сывороточного альбумина, пенициллина, пирувата натрия, фенолового красного и бикарбоната, в некоторых случаях — сыворотки пациентов.
Первая успешная культивация, которая закончилась рождением Лузи Браун, происходила в среде Эрла с простым солевым раствором с добавлением пирувата, сыворотки пациентки.
Специалисты пришли к выводу, что эмбрион получает энергию на начальных стадиях за счет метаболизма пирувата/лактата, а после активации генома — за счет метаболизма глюкозы. Отсюда пошло применение двухшаговых сред, когда на третьи сутки культивации производится замена.
Позднее появился метод «простой оптимизации». Суть в том, что среду заменять не нужно, что уменьшает влияние стресса на эмбрион. А чтобы этого достичь, при культивации используются вещества, которые экспериментально доказали наибольшую эффективность.
В каких условиях сегодня эмбрион развивается успешно
Программа ЭКО — непростая процедура, в которой каждая мелочь имеет большое значение. Методом проб и ошибок специалистам удалось создать среду, в которой эмбрион развивается успешно, получает высокие шансы на имплантацию и удачное завершение беременности. Рассказываем, из чего состоит эта среда.
Углеводы
Источником углеводов становятся пируват, лактат и глюкоза в разных концентрациях. Но точный состав производителями не раскрывается — это коммерческая тайна.
Аминокислоты
Аминокислоты, а также их дефицит или избыток по-разному влияют на результат. Например, из-за недостатка метионина могут появляться монозиготные близнецы.
Избыток не менее опасен. Например, чрезмерное количество глутамина приводит к повышенному содержанию аммония в среде, что губительно действует на эмбрион. Сегодня эта проблема легко решается заменой глутамина на более стабильную форму дипептида аланил-глутамина или глицин-1 глутамина.
Источники белка, макромолекул
Исследования доказали, что макромолекулы положительно влияют на развитие эмбриона и рождаемость детей. Источником таких макромолекул становится человеческий сывороточный альбумин, белковые комплексы, включающие альфа- и бета-глобулины.
Альбумин приводит к тому, что гаметы и эмбрионы прилипают к расходным материалам, клеточные мембраны, цитоскелет клеток в процесс размораживания стабилизируются.
Гиалуроновая кислота тоже показала хорошие результаты по данным некоторых исследований: увеличивает частоту имплантации, наступления беременности. Однако эта информация требует проверки.
ГМ-КСФ — еще один источник белка. Однако по разным исследованиям его эффективность оценивается как нулевая или высокая. Единого мнения пока нет.
Концентрация кислорода и его активных форм (АФК)
Кислород нужен, чтобы произошел процесс митохондриального окислительного фосфорилирования. Но иногда случаются утечки, что приводит к формированию АФК.
Что плохого в АФК? Они нарушают клеточный метаболизм, целостность генома, снижают жизнеспособность эмбриона.
В репродуктивных путях концентрация кислорода составляет 2–8%, а в воздухе, которым мы дышим, уже 20%. Поэтому культивация в условиях, где кислорода столько же, как в обычном воздухе, может приводить к росту АФК. Меньшее количество кислорода связано с более быстрым развитием эмбрионом, меньшими нарушениями в геноме.
В современных инкубаторах концентрация кислорода составляет 5%.
Антиоксидантные добавки
Добавление антиоксидантов увеличивает частоту наступления беременности и родов, что доказывают некоторые исследования. Особенно ярко это прослеживается при культивировании эмбрионов и применении их пациентками в возрасте 35–40 лет.
Дополнительные параметры
Не менее важным при культивировании является влияние окружающей среды.
Температура
Лучше всего эмбрионы культивируются при температуре 37°С. И даже если температура изменяется от 36,6 до 37,5°С в течение дня, результат остается тем же.
Уровень pH
Чтобы сделать среду постоянной, в нее добавляются безопасные для эмбриона буфера.
Осмолярность
Высокая осмолярность плохо влияет на объем клеток, стабильность мембран, а ее изменение провоцирует клеточный стресс, что подавляет развитие эмбриона.
Согласно исследованиям, эмбрионы млекопитающих хорошо развиваются при показателе 255–295 Осм/кг.
Покрытие среды маслом
Масло не позволяет среде испаряться, служит буфером между культуральной средой и окружающей, а также поддерживает уровень pH, температуру. Не позволяет потенциально токсичным, вредным микроорганизмам из воздуха проникнуть в среду.
Пластиковые расходники
Пластик использовать разрешено, но в его составе не должно быть токсичных для эмбриона соединений.
Делаем выводы
Многочисленные исследования, эксперименты и наблюдения позволили создать в лабораторных условиях такую среду, в которой развитие эмбриона будет максимально успешным, а его свойства для имплантации — рекордно высокими. При этом получается снизить риски наступления многоплодной беременности. Если вы планируете ЭКО по ОМС в России сегодня, шансы на победу будут высокими.
Планируется, что в будущем технологии станут еще более совершенными за счет новых инженерных (микрофлюидных, ИИ) и молекулярных (неинвазивное метаболическое или транскриптомное тестирование) решений. При этом основные факторы внешней среды, как температура, осмолярность, кислотно-щелочной уровень, все равно будут играть большую роль в развитии бластоцисты. Поэтому нужно продолжать тщательно следить за условиями в лаборатории, чтобы достигать лучших результатов.
