Витрификация эмбрионов на индивидуальных носителях
В данной статье пойдет речь о таком понятии, как витрификация эмбрионов. Доктором Масашиге Куваямой был изобретен данный метод на криотопах еще в двухтысячном году. Первый ребенок рожден благодаря витрификационным эмбрионам в 2003 году. Выживаемость ооцитов была увеличена на 98 процентов.
У половины женщин, которым назначают экстракорпоральное оплодотворение, остаются эмбрионы. Для них проводится криоконсервация, что позволяет экономить денежные средства пациенток. Ведь разморозить и перенести зародыши гораздо проще, чем провести процедуру экстракорпорального оплодотворения заново. Также это своего рода страховка на тот случай, если женщина не забеременеет. Криоконсервация имеет неоспоримое преимущество - предотвращается гибель жизнеспособных эмбрионов, которые остались после протокола.
Онтогенез
Течение субъективного развития организма, или онтогенез, берет свое начало еще с момента оплодотворения и оканчивается его гибелью. Это движение непрерывно во времени и имеет непоправимый характер. И мы никак не можем его приостановить или замедлить его развитие. Но в природе есть исключения. Это растения, беспозвоночные животные и даже некоторые элементарные позвоночные, которые при низкой температуре не проявляют свойства, характерные для живых организмов.
Что такое анабиоз?
Витрификацию эмбрионов рассмотрим ниже. Индивидуальный период спокойствия называется анабиозом. Так, например, многие сибирские животные переживают температуру, достигающую -90 градусов, и почти полное обезвоживание. При изучении данного периода онтогенеза в природных условиях возникает вопрос о возможном применении пониженных температур для частичного и обратимого прерывания функционирования высших позвоночных существ, в том числе и человека.
Криоконсервирование
Криоконсервирование - это действенный метод приостановки биологических процессов в клетках путем воздействия низкой температуры. При этом сохраняется жизнедеятельность клеток в ходе подогрева. По популярности данный способ уступает витрификации эмбрионов. 1 криотоп (маркированный крионоситель) содержит от 1 до 3 зародышей.
Например, при выполнении такой процедуры, как ЭКО, наилучшим действием считается перемещение в полость матки не больше двух эмбрионов. Оставшиеся качественные эмбрионы могут криоконсервироваться для использования в дальнейшем. Их также можно применить для повторного проведения ЭКО через некоторое время, если процедура покажет отрицательный результат. С такими целями проводится витрификация эмбрионов на индивидуальных носителях.
В некоторых случаях замораживаются все эмбрионы. Для женщин, которые имеют синдром гиперстимуляции яичников при индукции суперовуляции, это проводится наиболее часто. Кому еще рекомендована заморозка? Пациенткам, страдающим онкологическими заболеваниями, в частности перед процедурой химиотерапии или радиотерапии. Затем данные зародыши переносятся в полость матки. Заморозка показана всем, у кого вероятность наступления беременности после ЭКО по каким-то причинам понижена. Это может быть полип эндометрия, недостаточная толщина эндометрия к тому моменту, когда планируется перенос, дисфункциональное кровотечение.
Этапы заморозки
Эмбрионы замораживают на различных этапах:
- оплодотворенная яйцеклетка (зигота);
- этап дробления эмбрионов;
- бластоцист.
На данный момент есть два способа заморозки эмбрионов.
Медленная заморозка
Витрификация эмбрионов проводится при медленной заморозке. Такой способ был предложен еще в 70-х годах и является одним из первых классических методов заморозки эмбрионов. Он основывается на медленном охлаждении с постоянной скоростью. После эмбрионы хранятся в жидком азоте.
Но необходимо заметить, что при медленной заморозке в криопротекторном растворе образуются микроскопические кристаллы льда, которые негативно влияют на клетки эмбриона. Это может спровоцировать частичную или полную гибель биоматериала при отогреве. Численность эмбрионов, успешно перенесенных в процессе медленного замораживания и отогрева, составляет примерно 70 процентов.
Витрификация
После 2010 года стали применять новый и более действенный метод криоконсервирования - витрификацию. В сравнении с предыдущим методом, это сверхбыстрый способ заморозки биоматериала. Чаще всего проводится витрификация эмбрионов после ПГД (генетической диагностики).
При использовании данной процедуры криопротекторный раствор, куда помещают эмбрионы, не образует кристаллов льда при замораживании. Таким образом, снижается вероятность нарушения эмбриона. Приоритетом данного метода является не только способ замораживания, но еще и процент выживания зародышей после отогрева. По статистике, численность выживших после процесса витрификации эмбрионов составляет не меньше 95 процентов.
Что происходит после отогрева?
После отогрева эмбрионы почти не отличаются от обычных зародышей. Они так же хорошо приживаются и развиваются. При отогреве все эмбрионы подвергают процессу вспомогательного хэтчинга. При проведении этого действия поверхностный слой эмбриона разделяется лазерным лучом под нужным и безопасным углом. Это облегчает выход эмбриона из оболочки и увеличивает возможность успешной пересадки в полость матки.
Замораживание дает возможность хранения эмбрионов длительное время. Этот процесс является экономической выгодным, поскольку цена сохранения, отогрева и вживления эмбриона в полость матки меньше, чем повторный процесс экстракорпорального оплодотворения.
Витрификацию рассматривают как поэтапный переход, где холодный раствор при охлаждении ниже температуры стеклования. При этом он остается аморфным, получает строение стекла и качество, аналогичное кристаллическим твердым телам. Таким образом, и живые клетки, и даже целый эмбрион превращаются в "стекло". Стеклообразная структура жидкости при витрификации получается из-за ее скорого охлаждения, то есть энтропия жидкости снижается за меньший промежуток времени, нежели энтропия необходимой кристаллической структуры.
Простыми словами, жидкость не замерзает при приближении ее энтропии к энтропии кристалла. Но для того чтобы правильно витрифицировать живой организм, надо достигнуть скорости упадка температур ≈ 108 °C/мин., а это на практике невозможно, потому что у применяемой криогенной жидкости недостаточная для этого температура, и нельзя использовать витрифицируемый раствор в меньшем объеме, чем объем ооцита. Это все и предполагает витрификация эмбрионов. Что это такое, теперь стало более-менее понятно.
Ученые смогли доказать что прибавка в среду для заморозки криопротекторов дает возможность быстро понизить скорость заморозки. Значит, при плотности 10 % этиленглиголя и пропиленгликоля скорость значительно снижается, при 40 процентах плотности витрификация возможна со скоростью охлаждения 10 °C/мин, а при 60 % скорость падает до 50 °C/мин. Но с увеличением плотности криопротекторов, попадающих в среду, повышается их отрицательное влияние на замораживание биоматериалов. Медленная заморозка провоцирует скопление охлажденной воды в биологическом организме и внутриклеточного элемента. Такое состояние наблюдается из-за сильного обезвоживания клетки при появлении внеклеточного льда.
Соответственно, при получении стеклоподобной структуры прекращаются химические и физические процессы обезвоживания организма. Несмотря на то что витрификация эмбрионов (что это, было подробно описано выше) является довольно трудной физической системой, материалы такой структуры можно встретить в нашей повседневной жизни (стекло, силикон и так далее).
Витрификация эмбрионов: отзывы
Данный метод собирает только положительные отзывы. Процедура витрификации осуществима. Но в ней есть много особенностей на разных стадиях развития в ЭКО-лабораториях. Витрификация - это не новейший способ криоконсервации живых клеток. Он является последним этапом медленной заморозки. Сегодня многие женщины имеют возможность родить ребенка благодаря научным разработкам.
Выводы
Вследствие работы многих ученых витрификацию можно проводить без использования дорогого запрограммированного замораживателя, а с применением простого оборудования, которое контролирует оператор. Таким образом, упрощается способ и улучшается конечный результат. Несмотря на большие достижения в криоконсервации, осуществление правильного сохранения живых организмов при низкой температуре на сегодняшний день невозможно.