Эмбриональная культура
Культура эмбрионов является компонентом экстракорпорального оплодотворения , при котором полученным эмбрионам дают возможность расти в течение некоторого времени в искусственной среде.
Продолжительность
[ редактировать ]Продолжительность культивирования эмбрионов может варьироваться, что соответствует различным стадиям эмбриогенеза при переносе эмбрионов . Основными этапами переноса эмбрионов являются стадия дробления (со 2-го по 4-й день после совместной инкубации ) или стадия бластоцисты (5-й или 6-й день после совместной инкубации ). [ 1 ]
Эмбрионы, достигшие клеточной стадии 3-го дня, могут быть проверены на наличие хромосомных или специфических генетических дефектов перед возможным переносом с помощью преимплантационной генетической диагностики (ПГД). Культивирование эмбрионов до стадии бластоцисты обеспечивает значительное увеличение частоты живорождения на один перенос эмбрионов , и нет никаких доказательств разницы между группами в совокупных показателях наступления беременности. [ 2 ] Перенос на 2-й день вместо 3-го дня после оплодотворения не имеет различий в показателях живорождения . [ 3 ]
Количество монозиготных близнецов не увеличивается после переноса бластоцисты по сравнению с переносом эмбрионов на стадии дробления . [ 4 ]
Вероятность преждевременных родов ( отношение шансов 1,3) и врожденных аномалий ( отношение шансов 1,3) значительно выше среди рождений из эмбрионов, культивированных до стадии бластоцисты, по сравнению со стадией дробления. [ 1 ]
Характеристики оптимальной культуры эмбрионов
[ редактировать ]Первое, что следует принять во внимание, — это условия содержания кислорода и углекислого газа, поскольку они должны быть максимально похожими на условия в матке. Именно по этой причине содержание кислорода должно составлять 5%, а углекислого газа — 6% (в зависимости от высоты). С другой стороны, температуру необходимо установить на уровне 37 градусов. Кроме того, уровень pH должен находиться в пределах 7,2–7,5.
Что касается инкубатора, технические специалисты должны размещать в каждом инкубаторе одного пациента и избегать частого открытия дверей. Принимая во внимание количество эмбрионов, используемых в культуре, рекомендуется групповое культивирование эмбрионов, чтобы они могли обмениваться факторами роста, экономя при этом время в лаборатории, но слияние эмбрионов является недостатком, который необходимо учитывать, фактически, через сутки. слияние пяти эмбрионов более вероятно.
Техники
[ редактировать ]Культивирование эмбрионов можно проводить либо в искусственной питательной среде, либо в аутологичной совместной культуре эндометрия (поверх слоя клеток собственной слизистой оболочки матки женщины). В случае искусственной питательной среды на протяжении всего периода может использоваться либо одна и та же культуральная среда ( монокультурная среда ), либо может использоваться последовательная система , в которой эмбрион последовательно помещается в разные среды с разными составами, основанными на разной концентрации и составе. трубной и маточной жидкости в связи с изменением метаболической активности эмбриона в процессе его развития. [ 5 ] Например, при культивировании до стадии бластоцисты одну среду можно использовать для культивирования до 3-го дня, а после этого для культивирования можно использовать вторую среду. [ 6 ] Одиночная или последовательная среда одинаково эффективна для культивирования эмбрионов человека до стадии бластоцисты. [ 7 ] Среды для культивирования искусственных эмбрионов в основном содержат глюкозу, пируват и компоненты, обеспечивающие энергию, но добавление аминокислот, нуклеотидов, витаминов и холестерина улучшает показатели роста и развития эмбрионов. В частности, среды для культивирования эмбрионов содержат большую концентрацию пирувата, чем глюкозы в фазе расщепления, и большую концентрацию глюкозы, чем пирувата в фазе бластоцисты. Это связано с тем, что до 3-го дня эмбрион использует резервы ооцита, однако с 3-го дня до бластоцисты он начинает экспрессировать разные белки для продолжения своего развития, поэтому он начинает расщеплять глюкозу (в этом случае ему требуется больше глюкозы). [ 8 ] Также могут быть добавлены такие вещества, как антиоксиданты, антибиотики, макромолекулы, гормоны и факторы роста. [ 5 ] Также доступны методы, позволяющие осуществлять динамическую культуру эмбрионов с потоком жидкости и движением эмбрионов. [ 9 ] Новый метод, находящийся в стадии разработки, использует матку в качестве инкубатора, а естественные внутриутробные жидкости - в качестве культуральной среды путем инкапсуляции эмбрионов в проницаемый внутриматочный сосуд. [ 10 ]
Обзор метаанализа коммерчески доступных культуральных сред для ЭКО, проведенный в 2013 году, не смог выявить конкретную среду, которая была бы лучше с точки зрения исхода беременности. [ 11 ]
Было показано, что использование низких концентраций кислорода в атмосфере (5%, а не около 20%) увеличивает рождаемость живых детей с относительной вероятностью 1,24, без каких-либо доказательств повышенного риска многоплодной беременности, выкидышей или врожденных аномалий. [ 12 ]
Буферная система
[ редактировать ]Контроль и регулирование pH являются обязательными для культивирования эмбрионов in vitro. Культуральные среды можно классифицировать по типу используемого буфера:
CO₂/бикарбонат - буферная среда: использует ту же физиологическую буферную систему, что и клетки млекопитающих. Требуют использования инкубаторов с CO₂ при концентрации 5-7%;
Фосфатно-буферная среда: не требует среды CO₂. По-видимому, оказывает пагубное воздействие на развитие эмбрионов in vitro;
Буферная среда HEPES: используется в качестве буферной среды для сбора ооцитов человека и обработки эмбрионов;
Среда с буфером MOPS: как и HEPES, имеет потенциальное преимущество, заключающееся в том, что буферная емкость в меньшей степени зависит от температуры. [ 13 ]
Температура
[ редактировать ]Хотя была выдвинута гипотеза, что инкубация при температуре ниже 37 °C может более точно воссоздать температуру в женских репродуктивных путях, данные неясны, оказывают ли разные температуры для культивирования эмбрионов различное влияние на беременность или показатели живорождения. [ 14 ]
Риски
[ редактировать ]Исследования на животных выявили эпигенетические аномалии у эмбрионов, подвергшихся культивированию эмбрионов, что указывает на необходимость оптимизации процедур. [ 15 ]
Культура эмбрионов нечеловеческих видов
[ редактировать ]Помимо культивирования эмбрионов человека, этот метод широко используется для изучения видов, не относящихся к человеку, особенно при изучении развития эмбрионов, вспомогательных репродуктивных технологий и создания генетически модифицированных животных . [ 16 ] мышей В частности, для этих конкретных исследовательских целей часто культивируют эмбрионы . Двумя часто используемыми культуральными средами являются среда, оптимизированная по простому калию (KSOM), и трубная жидкость человека (HTF). Поскольку KSOM использует механизм бикарбонатной буферизации зависит от CO2 - инкубатора , поддержание правильного уровня pH . [ 16 ] Как и в случае с KSOM, HTF подходит только для среды инкубатора с CO 2 , но используется в процессе внесения удобрений . [ 17 ] Забуференная системой HEPES среда M2 облегчает работу с эмбрионами в условиях окружающей среды без необходимости регулирования CO 2 . [ 18 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Дар, С.; Лазер, Т.; Шах, PS; Либрах, CL (2014). «Неонатальные исходы среди одноплодных родов после переноса эмбрионов на стадии бластоцисты по сравнению с переносом эмбрионов на стадии дробления: систематический обзор и метаанализ» . Обновление репродукции человека . 20 (3): 439–448. дои : 10.1093/humupd/dmu001 . ISSN 1355-4786 . ПМИД 24480786 .
- ^ Глуёвский, Демиан; Фаркуар, Синди; Кинтейру Ретамар, Андреа Марта; Альварес Седо, Кристиан Роберто; Блейк, Дебора (30 июня 2016 г.). «Перенос эмбрионов на стадии дробления и стадии бластоцисты в вспомогательных репродуктивных технологиях». Кокрейновская база данных систематических обзоров (6): CD002118. дои : 10.1002/14651858.CD002118.pub5 . ISSN 1469-493X . ПМИД 27357126 .
- ^ Браун, Джули; Дайя, Салим; Мэтсон, Фил (2016). «Третий день по сравнению со вторым днем переноса эмбрионов после экстракорпорального оплодотворения или интрацитоплазматической инъекции спермы» . Кокрановская база данных систематических обзоров . 12 (12): CD004378. дои : 10.1002/14651858.CD004378.pub3 . ISSN 1469-493X . ПМК 6463848 . ПМИД 27976360 .
- ^ Папаниколау Э.Г., Фатеми Х., Венетис С. и др. (февраль 2009 г.). «Монозиготное двойнение не увеличивается после переноса одной бластоцисты по сравнению с переносом одного эмбриона на стадии дробления» . Плодородный. Стерильный . 93 (2): 592–7. doi : 10.1016/j.fertnstert.2008.12.088 . ПМИД 19243755 .
- ^ Jump up to: а б Сунде, Арне; Брайсон, Дэниел; Дюмулен, Джон; Харпер, Джойс; Лундин, Керсти; Магли, М. Кристина; Ван ден Аббель, Этьен; Вейга, Анна (октябрь 2016 г.). «Время серьезно отнестись к культуре человеческих эмбрионов: Таблица I» . Репродукция человека . 31 (10): 2174–2182. дои : 10.1093/humrep/dew157 . ISSN 0268-1161 . ПМИД 27554442 .
- ^ Сравнение одной среды с последовательными средами для развития человеческих эмбрионов до стадии бластоцисты. Архивировано 21 марта 2012 г. в Wayback Machine Мелани Р. Фриман и Дон Ригер. Центр лечения бесплодия в Нэшвилле, Нэшвилл, Теннесси, США и LifeGlobal, Гуэлф, Онтарио, Канада
- ^ Шнайдер, Д.Т.; Верза, С.; Эстевес, Южная Каролина (2009). «Одиночная или последовательная среда одинаково эффективна для культивирования человеческих эмбрионов до стадии бластоцисты: пилотное исследование» . Фертильность и бесплодие . 92 (3): С231–С232. doi : 10.1016/j.fertnstert.2009.07.1564 .
- ^ Кселла С., Марселла Т., Тальясакки Д. и др. (апрель 2010 г.). «Качество эмбрионов и частота имплантации в двух разных питательных средах: ISM1 и универсальная среда для ЭКО» . Плодородный. Стерильный . 93 (6): 1859–63. doi : 10.1016/j.fertnstert.2008.12.030 . ПМИД 19152877 .
- ^ Суэйн Дж. Э., Смит Г. Д. (2011). «Достижения в области платформ для культивирования эмбрионов: новые подходы к улучшению предимплантационного развития эмбрионов посредством модификации микроокружения» . Хм. Репродукция. Обновлять . 17 (4): 541–57. дои : 10.1093/humupd/dmr006 . ПМИД 21454356 .
- ^ Блокил, Дж.; Мок, П.; Верхейен, Г.; Буш, Н.; Ле Гофф, П.; Хейман, Ю.; Вренжицкий, Дж.; Хоффманн, К.; Ниманн, Х.; Хентдженс, П.; Де Лос Сантос, MJ; Фернандес-Санчес, М.; Веласко, М.; Эбишер, П.; Деврой, П.; Саймон, К. (2008). «Система культивирования человеческих эмбрионов in vivo с использованием технологии инкапсуляции: пилотное исследование» . Репродукция человека . 24 (4): 790–796. дои : 10.1093/humrep/dep005 . ПМК 2656929 . ПМИД 19273881 .
- ^ [1] Мантику, Э.; Юсеф, МАФМ; Ван Вели, М.; Ван Дер Вин, Ф.; Аль-Инани, Х.Г.; Реппинг, С.; Мастенбрук, С. (2013). «Среды для культивирования эмбрионов и показатели успеха ЭКО/ИКСИ: систематический обзор» . Обновление репродукции человека . 19 (3): 210–220. дои : 10.1093/humupd/dms061 . ПМИД 23385469 .
- ^ [2] Мантику, Э.; Бонтекое, С.; Ван Вели, М.; Сешадри, С.; Реппинг, С.; Мастенбрук, С. (2013). «Низкие концентрации кислорода для культуры эмбрионов при вспомогательных репродуктивных технологиях». Обновление репродукции человека . 19 (3): 209. doi : 10.1093/humupd/dms055 . ПМИД 23377864 .
- ^ Суэйн, Джейсон Э.; Пул, Томас Б. (июнь 2009 г.). «Новая система pH-буферизации для сред, используемых во время манипуляций с гаметами и эмбрионами для вспомогательных репродуктивных технологий» . Репродуктивная биомедицина онлайн . 18 (6): 799–810. дои : 10.1016/s1472-6483(10)60029-6 . ISSN 1472-6491 . ПМИД 19490784 .
- ^ Баак, Н.А.; Кантино, А.Э.; Фаркуар, К; Брайсон, ДР (17 сентября 2019 г.). «Температура культуры эмбрионов для вспомогательной репродукции» . Кокрановская база данных систематических обзоров . 9 (9): CD012192. дои : 10.1002/14651858.CD012192.pub2 . ПМК 6748832 . ПМИД 31529804 .
- ^ Анкарт, Э.; Де Райк, М.; Смитц, Дж. (2012). «Культура ооцитов и риск дефектов импринтинга» . Обновление репродукции человека . 19 (1): 52–66. дои : 10.1093/humupd/dms042 . ПМИД 23054129 .
- ^ Jump up to: а б Саммерс, Майкл К. (18 сентября 2013 г.). «Краткая история развития семейства СМИ КСОМ» . Журнал вспомогательной репродукции и генетики . 30 (8): 995–999. дои : 10.1007/s10815-013-0097-8 . ISSN 1058-0468 . ПМК 3790120 . ПМИД 24046024 .
- ^ Виггер, Магдалена; Шнайдер, Марко; Фельдманн, Анни; Ассенмахер, Соня; Зевник, Бранко; Тредер, Саймон Э. (24 августа 2023 г.). «Успешное использование HTF в качестве среды базального оплодотворения во время экстракорпорального оплодотворения мышей SEcuRe» . Исследовательские заметки BMC . 16 (1): 184. дои : 10.1186/s13104-023-06452-6 . ISSN 1756-0500 . ПМЦ 10463834 . ПМИД 37620881 .
- ^ Манипулирование эмбрионом мыши: лабораторное руководство (4-е изд.). Колд-Спринг-Харбор (Нью-Йорк): Лабораторный пресс Колд-Спринг-Харбор. 2014. ISBN 978-1-936113-00-2 .