Впервые ученым удалось визуализировать процесс внедрения человеческих эмбрионов в ткань матки, что пролило свет на процессы фертильности.
Конфокальное микроскопическое изображение девятидневного человеческого эмбриона.
Институт биоинженерии Каталонии
Исследователи из Барселоны впервые зафиксировали процесс внедрения человеческого эмбриона в матку в режиме реального времени и в 3D, продемонстрировав удивительно сильный и инвазивный процесс, необходимый для успешной беременности.
Это достижение дает беспрецедентное представление о критической стадии репродуктивного процесса, долгое время скрытой от глаз, и может помочь в борьбе с бесплодием, связанным с неудачной имплантацией.
До сих пор изучение имплантации у людей ограничивалось статичными изображениями, сделанными в определенные моменты.
Эмбрионы проникают в матку
Исследователи из Института биоинженерии Каталонии (IBEC) в сотрудничестве с отделением репродуктивной медицины в Dexeus Mujer–Hospital Universitari Dexeus обнаружили, что эмбрионы оказывают значительную механическую силу, внедряясь в слизистую оболочку матки.
Сэмюэл Охоснегрос, главный исследователь, сказал, что эти силы необходимы для того, чтобы эмбрион проник в богатую коллагеном ткань матки и полностью интегрировался с кровоснабжением матери.
«Мы наблюдали, как человеческие эмбрионы внедряются в матку, прилагая при этом значительные усилия. Эти усилия необходимы, поскольку эмбрионы должны иметь возможность внедриться в ткань матки, полностью с ней интегрировавшись. Это удивительно инвазивный процесс», — пояснил он.
Соавтор исследования Амели Годо добавила, что эмбрионы активно перестраивают окружающую среду. Они воздействуют на матку, перемещая и реорганизуя её, и реагируют на внешние механические воздействия. Исследователи предполагают, что естественные сокращения матки могут влиять на имплантацию in vivo, что подчёркивает динамическое взаимодействие между эмбрионом и маткой.
Для изучения имплантации в контролируемых условиях исследователи разработали лабораторную платформу, имитирующую среду матки.
Система использует искусственную матрицу на основе геля, состоящую из коллагена — жесткого белка, который также содержится в сухожилиях и хрящах, — в сочетании с белками, необходимыми для развития эмбриона.
Взаимодействие матки и эмбриона зафиксировано
Эта установка позволяет получать трехмерные флуоресцентные изображения в реальном времени и точно измерять силы, прилагаемые эмбрионами.
Эксперименты проводились на эмбрионах человека и мыши, выявляя различия в поведении при имплантации. В то время как эмбрионы мыши прикрепляются к поверхности матки и обволакиваются, когда матка их сворачивает, эмбрионы человека полностью проникают в ткань и растут радиально изнутри наружу.
Анна Сериола, соавтор исследования, отметила, что платформа позволила количественно оценить «механический след» этих сил, что дало представление о том, как эмбрионы физически взаимодействуют с маткой.
Исследование проводилось на тщательно отобранных и этично пожертвованных человеческих эмбрионах. Микель Соле, директор Лаборатории криоконсервации в Dexeus Mujer, отметил, что тщательный отбор обеспечил оптимальные условия для исследования.
В совместном проекте также приняли участие группа биомиметических систем для клеточной инженерии в IBEC, Барселонский банк стволовых клеток, Барселонский университет, Тель-Авивский университет, CIBER и IRB Барселона.
Исследователи отмечают, что доступны видеозаписи процесса имплантации, что дает ученым беспрецедентную возможность увидеть этот критический этап.
Выявив механическую динамику имплантации, исследование может улучшить понимание качества эмбрионов, усовершенствовать методы вспомогательной репродукции и сократить время до зачатия. Охоснегрос отметил: «Наша работа даёт беспрецедентное представление о процессе, который долгое время был скрыт от человеческого глаза. Понимание механизмов имплантации может преобразовать репродуктивную медицину».
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Sourse: interestingengineering.com
