У цій статті йтиметься про таке поняття, як вітрифікація ембріонів. Доктором Масашиге Куваямою був винайдений даний метод на кріотопах ще в двохтисячному році. Перша дитина народжена завдяки вітрифікаційним ембріонам у 2003 році. Виживання ооцитів збільшилося на 98 відсотків.
У половини жінок, яким призначають екстракорпоральне запліднення, залишаються ембріони. Для них проводиться кріоконсервація, що дозволяє економити кошти пацієнток. Адже розморозити і перенести зародки набагато простіше, ніж провести процедуру екстракорпорального запліднення заново. Також це свого роду страховка на той випадок, якщо жінка не завагітніє. Кріоконсервація має незаперечну перевагу - запобігається загибель життєздатних ембріонів, які залишилися після протоколу.
Онтогенез
Перебіг суб 'єктивного розвитку організму, або онтогенез, бере свій початок ще з моменту запліднення і закінчується його загибеллю. Цей рух безперервно в часі і має непоправний характер. І ми ніяк не можемо його призупинити або уповільнити його розвиток. Але в природі є винятки. Це рослини, безхребетні тварини і навіть деякі елементарні хребетні, які при низькій температурі не виявляють властивості, характерні для живих організмів.
Що таке анабіоз?
Вітрифікацію ембріонів розглянемо нижче. Індивідуальний період спокою називається анабіозом. Так, наприклад, багато сибірських тварин переживають температуру, що досягає - 90 градусів, і майже повне зневоднення. При вивченні даного періоду онтогенезу в природних умовах виникає питання про можливе застосування знижених температур для часткового і зворотного переривання функціонування вищих хребетних істот, у тому числі і людини.
Кріоконсервування
Кріоконсервування - це дієвий метод припинення біологічних процесів у клітинах шляхом впливу низької температури. При цьому зберігається життєдіяльність клітин під час підігріву. За популярністю даний спосіб поступається вітрифікації ембріонів. 1 кріотоп (маркований кріоносій) містить від 1 до 3 зародків.
Наприклад, при виконанні такої процедури, як ЕКО, найкращою дією вважається переміщення в порожнину матки не більше двох ембріонів. Якісні ембріони, що залишилися, можуть кріоконсервуватися для використання надалі. Їх також можна застосувати для повторного проведення ЕКО через деякий час, якщо процедура покаже негативний результат. З такими цілями проводиться вітрифікація ембріонів на індивідуальних носіях.
У деяких випадках заморожуються всі ембріони. Для жінок, які мають синдром гіперстимуляції яєчників при індукції суперовуляції, це проводиться найбільш часто. Кому ще рекомендована заморозка? Пацієнткам, які страждають онкологічними захворюваннями, зокрема перед процедурою хіміотерапії або радіотерапії. Потім дані зародки переносяться в порожнину матки. Заморозка показана всім, у кого ймовірність настання вагітності після ЕКО з якихось причин знижена. Це може бути поліп ендометрія, недостатня товщина ендометрія до того моменту, коли планується перенесення, дисфункціональна кровотеча.
Етапи заморозки
Ембріони заморожують на різних етапах:
- запліднена яйцеклітина (зіґота);
- етап дроблення ембріонів;
- бластоцист.
На даний момент є два способи заморозки ембріонів.
Повільна заморозка
Вітрифікація ембріонів проводиться при повільній заморозці. Такий спосіб був запропонований ще в 70-х роках і є одним з перших класичних методів заморозки ембріонів. Він ґрунтується на повільному охолодженні з постійною швидкістю. Після ембріони зберігаються в рідкому азоті.
Але необхідно зауважити, що при повільній заморозці в кріопротекторному розчині утворюються мікроскопічні кристали льоду, які негативно впливають на клітини ембріона. Це може спровокувати часткову або повну загибель біоматеріалу при відігріві. Кількість ембріонів, успішно перенесених у процесі повільного заморожування та відігріву, становить приблизно 70 відсотків.
Вітрифікація
Після 2010 року почали застосовувати новий і більш дієвий метод кріоконсервування - вітрифікацію. У порівнянні з попереднім методом, це надшвидкий спосіб заморозки біоматеріалу. Найчастіше проводиться вітрифікація ембріонів після ПГД (генетичної діагностики).
При використанні даної процедури кріопротекторний розчин, куди поміщають ембріони, не утворює кристалів льоду при заморожуванні. Таким чином, знижується ймовірність порушення ембріона. Пріоритетом даного методу є не тільки спосіб заморожування, але ще й відсоток виживання зародків після відігріву. За статистикою, чисельність вцілілих після процесу вітрифікації ембріонів становить не менше 95 відсотків.
Що відбувається після відігріву?
Після відігріву ембріони майже не відрізняються від звичайних зародків. Вони так само добре приживаються і розвиваються. При відігріві всі ембріони піддають процесу допоміжного хетчингу. При проведенні цієї дії поверхневий шар ембріона розділяється лазерним променем під потрібним і безпечним кутом. Це полегшує вихід ембріона з оболонки і збільшує можливість успішної пересадки в порожнину матки.
Заморожування дає можливість зберігання ембріонів тривалий час. Цей процес є економічною вигідним, оскільки ціна збереження, відігріву та вживлення ембріона в порожнину матки менша, ніж повторний процес екстракорпорального запліднення.
Вітрифікацію розглядають як поетапний перехід, де холодний розчин при охолодженні нижче температури скловування. При цьому він залишається аморфним, отримує будову скла і якість, аналогічну кристалічним твердим тілам. Таким чином, і живі клітини, і навіть цілий ембріон перетворюються на "" скло "". Склоподібна структура рідини при вітрифікації виходить через її швидке охолодження, тобто ентропія рідини знижується за менший проміжок часу, ніж ентропія необхідної кристалічної структури.
Простими словами, рідина не замерзає при наближенні її ентропії до ентропії кристала. Але для того щоб правильно вітрифікувати живий організм, треба досягти швидкості занепаду температур ≅ 108 ° С/хв., а це на практиці неможливо, тому що у застосовуваної кріогенної рідини недостатня для цього температура, і не можна використовувати вітрифікований розчин в меншому обсязі, ніж обсяг ооциту. Це все і передбачає вітрифікація ембріонів. Що це таке, тепер стало більш-менш зрозуміло.
Вчені змогли довести, що надбавка в середу для заморозки кріопротекторів дає можливість швидко знизити швидкість заморозки. Значить, при щільності 10% етиленгліголя і пропіленгліколя швидкість значно знижується, при 40 відсотках щільності вітрифікація можлива зі швидкістю охолодження 10 ° С/хв, а при 60% швидкість падає до 50 ° С/хв. Але зі збільшенням щільності кріопротекторів, що потрапляють у середу, підвищується їх негативний вплив на заморожування біоматеріалів. Повільна заморозка провокує скупчення охолодженої води в біологічному організмі і внутрішньоклітинного елемента. Такий стан спостерігається через сильне зневоднення клітини при появі позаклітинного льоду.
Відповідно, при отриманні склоподібної структури припиняються хімічні та фізичні процеси зневоднення організму. Незважаючи на те що вітрифікація ембріонів (що це, було детально описано вище) є досить важкою фізичною системою, матеріали такої структури можна зустріти в нашому повсякденному житті (скло, силікон і так далі).
Вітрифікація ембріонів: відгуки
Цей метод збирає тільки позитивні відгуки. Процедура вітрифікації здійсненна. Але в ній є багато особливостей на різних стадіях розвитку в ЕКО-лабораторіях. Вітрифікація - це не новітній спосіб кріоконсервації живих клітин. Він є останнім етапом повільної заморозки. Сьогодні багато жінок мають можливість народити дитину завдяки науковим розробкам.
Висновки
Внаслідок роботи багатьох вчених вітрифікацію можна проводити без використання дорогого запрограмованого заморожувача, а із застосуванням простого обладнання, яке контролює оператор. Таким чином, спрощується спосіб і поліпшується кінцевий результат. Незважаючи на великі досягнення в кріоконсервації, здійснення правильного збереження живих організмів при низькій температурі на сьогоднішній день неможливо.