W tym artykule zostanie omówiona koncepcja witryfikacji embrionów. Dr Masashige Kuwayama wynalazł tę metodę na kriotopach w 2000 roku. Pierwsze dziecko urodziło się dzięki witryfikacji zarodków w 2003 roku. Przeżycie oocytów wzrosło o 98 procent.
Połowa kobiet poddanych zapłodnieniu in vitro nadal ma embriony. Przeprowadza się dla nich krioprezerwację, co oszczędza pieniądze dla pacjentów. Przecież dużo łatwiej jest rozmrozić i przenieść zarodki niż ponownie przeprowadzić procedurę zapłodnienia in vitro. To także rodzaj ubezpieczenia na wypadek, gdyby kobieta nie zaszła w ciążę. Krioprezerwacja ma niezaprzeczalną zaletę – zapobiega śmierci żywotnych zarodków, które pozostają po protokole.
Ontogeneza
Przebieg subiektywnego rozwoju organizmu, czyli ontogenezy, zaczyna się od momentu zapłodnienia i kończy się jego śmiercią. Ten ruchciągły w czasie i ma nienaprawialny charakter. I w żaden sposób nie możemy go zatrzymać ani spowolnić jego rozwoju. Ale w naturze są wyjątki. Są to rośliny, bezkręgowce, a nawet niektóre elementarne kręgowce, które w niskich temperaturach nie wykazują właściwości charakterystycznych dla organizmów żywych.
Co to jest zawieszona animacja?
Witryfikacja embrionów zostanie omówiona poniżej. Indywidualny okres spokoju nazywa się zawieszoną animacją. Na przykład wiele zwierząt syberyjskich przeżywa temperatury sięgające -90 stopni i prawie całkowite odwodnienie. Badając ten okres ontogenezy w warunkach naturalnych, pojawia się pytanie o możliwość wykorzystania niskich temperatur do częściowego i odwracalnego zakłócenia funkcjonowania istot wyższych kręgowców, w tym człowieka.
Kriokonserwacja
Kriokonserwacja to skuteczna metoda wstrzymywania procesów biologicznych w komórkach przez wystawienie na działanie niskich temperatur. Jednocześnie podczas ogrzewania zachowana jest żywotna aktywność komórek. Popularność ta metoda jest gorsza od witryfikacji zarodków. 1 kriotop (oznaczony krionośnikiem) zawiera od 1 do 3 zarodków.
Na przykład podczas wykonywania procedury, takiej jak IVF, najlepszym działaniem jest przeniesienie nie więcej niż dwóch zarodków do jamy macicy. Pozostałe zarodki wysokiej jakości można poddać kriokonserwacji do późniejszego wykorzystania. Można je również wykorzystać do powtórzenia zapłodnienia in vitro po pewnym czasie, jeśli procedura wykaże wynik negatywny. Z takimicelów, witryfikacja zarodków jest przeprowadzana na indywidualnych nosicielach.
W niektórych przypadkach wszystkie embriony są zamrożone. W przypadku kobiet, u których występuje zespół hiperstymulacji jajników podczas indukcji superowulacji, jest to wykonywane najczęściej. Komu jeszcze zaleca się zamrożenie? Pacjenci cierpiący na choroby onkologiczne, w szczególności przed zabiegiem chemioterapii lub radioterapii. Następnie zarodki te są przenoszone do jamy macicy. Zamrożenie jest wskazane dla każdego, kto z jakiegoś powodu ma zmniejszoną szansę na zajście w ciążę po zapłodnieniu in vitro. Może to być polip endometrium, niedostateczna grubość endometrium przed planowanym transferem, dysfunkcyjne krwawienie.
Kroki zamrażania
Zarodki są zamrażane na różnych etapach:
- zapłodnione jajo (zygota);
- etap miażdżenia zarodków;
- blastocysta.
Obecnie istnieją dwa sposoby zamrażania embrionów.
Powolne zamrażanie
Witryfikacja zarodków jest przeprowadzana z powolnym zamrażaniem. Ta metoda została zaproponowana w latach 70. i jest jedną z pierwszych klasycznych metod zamrażania zarodków. Opiera się na powolnym chłodzeniu ze stałą szybkością. Po przechowywaniu zarodków w ciekłym azocie.
Należy jednak zauważyć, że podczas powolnego zamrażania w roztworze krioochronnym tworzą się mikroskopijne kryształki lodu, które negatywnie wpływają na komórki zarodka. Możeprowokować częściową lub całkowitą śmierć biomateriału podczas ogrzewania. Wskaźnik sukcesu zarodków przeniesionych podczas procesu powolnego zamrażania i rozmrażania wynosi około 70 procent.
Witryfikacja
Po 2010 roku zaczęto stosować nową i bardziej efektywną metodę kriokonserwacji - zeszklenie. W porównaniu do poprzedniej metody jest to ultraszybka metoda zamrażania biomateriału. Najczęściej embriony są witryfikowane po PGD (diagnostyce genetycznej).
Podczas korzystania z tej procedury roztwór krioochronny, w którym umieszczane są zarodki, nie tworzy kryształków lodu po zamrożeniu. W ten sposób zmniejsza się prawdopodobieństwo przerwania zarodka. Priorytetem tej metody jest nie tylko metoda zamrażania, ale także procent przeżywalności zarodków po rozmrożeniu. Według statystyk liczba ocalałych po procesie witryfikacji zarodków wynosi co najmniej 95 procent.
Co się dzieje po rozgrzaniu?
Po podgrzaniu embriony prawie nie różnią się od zwykłych embrionów. Zapuszczają też korzenie i dobrze się rozwijają. Po ogrzaniu wszystkie zarodki przechodzą wspomagany proces wykluwania. Podczas wykonywania tej czynności warstwa powierzchniowa zarodka jest dzielona wiązką lasera pod pożądanym i bezpiecznym kątem. Ułatwia to wyjście zarodka z otoczki i zwiększa możliwość udanego transferu do jamy macicy.
Zamrażanie umożliwia przechowywanie zarodków przez długi czas. Proces ten jest korzystny ekonomicznie, ponieważ koszt konserwacji, ocieplenia izagnieżdżenie zarodka w jamie macicy to mniej niż powtórny proces zapłodnienia in vitro.
Witryfikacja jest uważana za przemianę fazową, w której zimny roztwór jest chłodzony poniżej temperatury zeszklenia. Pozostaje przy tym amorficzny, nabiera szklanej struktury i jakości zbliżonej do krystalicznych ciał stałych. W ten sposób zarówno żywe komórki, jak i cały zarodek zamieniają się w „szkło”. Szklistą strukturę cieczy podczas zeszklenia uzyskuje się dzięki jej szybkiemu schłodzeniu, tzn. entropia cieczy zmniejsza się w krótszym czasie niż entropia wymaganej struktury krystalicznej.
W prostych słowach, ciecz nie zamarza, gdy jej entropia zbliża się do entropii kryształu. Jednak do prawidłowego zeszklenia żywego organizmu konieczne jest osiągnięcie szybkości spadku temperatury ≈ 108 °C/min, co w praktyce jest niemożliwe, ponieważ temperatura zastosowanej cieczy kriogenicznej jest do tego niewystarczająca, a niemożliwe jest użycie zeszklonego roztworu w mniejszej objętości niż objętość oocytu. Chodzi o witryfikację embrionów. Co to jest, teraz stało się mniej lub bardziej jasne.
Naukowcy byli w stanie udowodnić, że dodanie krioprotektantów do medium zamrażającego umożliwia szybkie zmniejszenie tempa zamrażania. Oznacza to, że przy gęstości 10% glikolu etylenowego i glikolu propylenowego szybkość ta jest znacznie zmniejszona, przy gęstości 40% witryfikacja jest możliwa przy szybkości chłodzenia 10°C/min, a przy 60% szybkość spada do 50 °C/min. Ale wraz ze wzrostem gęstościkrioprotektanty przedostające się do środowiska, wzrasta ich negatywny wpływ na zamrażanie biomateriałów. Powolne zamrażanie powoduje gromadzenie się schłodzonej wody w organizmie biologicznym i elemencie wewnątrzkomórkowym. Ten stan jest obserwowany z powodu silnego odwodnienia komórki, gdy pojawia się lód zewnątrzkomórkowy.
W związku z tym, gdy uzyskuje się strukturę podobną do szkła, zatrzymują się chemiczne i fizyczne procesy odwodnienia organizmu. Pomimo tego, że witryfikacja embrionów (co to jest, zostało szczegółowo opisane powyżej) jest dość trudnym układem fizycznym, materiały o tej strukturze można znaleźć w naszym codziennym życiu (szkło, silikon itp.).
Witryfikacja zarodków: recenzje
Ta metoda zbiera tylko pozytywne opinie. Procedura witryfikacji jest możliwa. Ale ma wiele funkcji na różnych etapach rozwoju w laboratoriach IVF. Witryfikacja nie jest najnowszą metodą kriokonserwacji żywych komórek. To ostatni etap powolnego zamrażania. Dziś wiele kobiet ma możliwość urodzenia dziecka dzięki odkryciom naukowym.
Wnioski
Dzięki pracy wielu naukowców zeszklenie można przeprowadzić bez użycia drogiej zaprogramowanej zamrażarki, ale za pomocą prostego sprzętu sterowanego przez operatora. W ten sposób metoda jest uproszczona, a efekt końcowy poprawiony. Pomimo wielkich osiągnięć w kriokonserwacji, wdrożenie prawidłowej konserwacji żywych organizmów w niskich temperaturach już dziśniemożliwe.
