Команде исследователей из Института биоинженерии Каталонии (IBEC) в Испании впервые удалось записать в режиме реального времени и в 3D имплантацию человеческого эмбриона. Это достижение открывает возможность более глубокого изучения причин бесплодия и открытия новых методов вспомогательной репродукции.
Невозможность имплантации эмбриона в матку является одним из основных препятствий на пути к беременности и связана примерно с 60 процентами выкидышей. Этот процесс, происходящий через несколько дней после того, как сперматозоид оплодотворил яйцеклетку, до недавнего времени оставался практически невидимым - об имплантации было известно только по снимкам, и проследить ее развитие в реальном времени не представлялось возможным. Как правило, обнаружить внедрившийся эмбрион можно только через несколько недель после имплантации с помощью ультразвука.
"Мы заметили, что человеческие эмбрионы проникают в матку, прилагая значительные усилия", - сказал Самуэль Охоснегрос, ведущий автор исследования, в своем заявлении. "Эти силы необходимы, потому что эмбрионы должны быть в состоянии вторгнуться в ткань матки, полностью интегрировавшись в нее. Это удивительно инвазивный процесс."
Изучение имплантации эмбрионов в маточную оболочку всегда рассматривалось с генетической и биохимической точки зрения. Данное исследование IBEC подчеркивает, что имплантация - это еще и физический процесс.
Чтобы зафиксировать момент имплантации, команда разработала физическую симуляцию матки с использованием искусственного коллагенового геля. Это позволило наблюдать с помощью флуоресцентной микроскопии - метода, хорошо подходящего для визуализации вещей на клеточном уровне, - как эмбрион взаимодействует с маткой в режиме реального времени. "Эмбрион открывает путь через эту структуру и начинает формировать специализированные ткани, которые соединяются с кровеносными сосудами матери, чтобы питаться", - говорит Охоснегрос.
Симуляция позволила оценить, как человеческий эмбрион не просто прилипает к маточной оболочке, а активно внедряется в нее. "Мы наблюдаем, что эмбрион тянет за собой матрицу матки, перемещая и реорганизуя ее", - пояснила Амели Годо, соавтор исследования, опубликованного в журнале Science Advances.
Эти движения могут объяснить боль, которую некоторые женщины отмечают через несколько дней после оплодотворения. "Хотя известно, что многие женщины испытывают боль в животе и легкое кровотечение во время имплантации, сам процесс никогда ранее не наблюдался", - говорит Охоснегрос.
Исследователи также сравнили имплантацию человеческих эмбрионов и эмбрионов мышей. Они обнаружили, что мышиные эмбрионы имплантируются, распространяясь по поверхности матки, в то время как человеческие эмбрионы могут прочно внедряться в любом направлении, в том числе и вглубь маточной оболочки. Это сравнение подчеркивает, что каждый вид выработал собственную тактику для достижения имплантации.
Кроме того, при применении внешних механических стимулов к эмбрионам исследователи заметили, что они оба реагировали на них, но по-разному. Человеческие эмбрионы набирали миозин, белок, участвующий в регуляции мышечного сокращения, и переориентировали некоторые из своих выступов, в то время как мышиные эмбрионы корректировали ориентацию оси своего тела по отношению к источнику силы. Эти результаты показывают, что эмбрионы не являются пассивными рецепторами, а активно воспринимают и реагируют на внешние механические сигналы, получаемые во время имплантации.
Понимание механических сил, участвующих в имплантации, открывает новые возможности для исследований: одним из направлений может стать совершенствование отбора и обработки эмбрионов в программах вспомогательного воспроизводства. Другим очевидным следующим шагом станет изучение механических причин бесплодия в дополнение к уже известным генетическим.
Человеческие эмбрионы, использованные в данном исследовании, были предоставлены Dexeus Mujer Barcelona, клиникой женского здоровья, специализирующейся на акушерстве, гинекологии и репродуктивной медицине. "Наша работа заключалась в предоставлении технических консультаций и тщательном отборе человеческих эмбрионов, предоставленных для исследования, чтобы они соответствовали идеальным условиям для проекта", - сказал Микель Соле, директор лаборатории криоконсервации Dexeus Mujer.
Эта статья изначально появилась на сайте en Español и была переведена с испанского языка.
Эта статья была опубликована на сайте Dexeus Mujer.