Поживне середовище для розвитку ембріона людини - Репродуктивні технології
Протягом наступних років дослідження метаболізму ембріонів, що вільно плавають, показали, що кожному етапу їх розвитку відповідають свої потреби. До стадії восьми клітин ембріон знаходиться під материнським контролем і потребує енергетичного субстрату з піровиноградної кислоти (пірувату) та молочної кислоти (лактату). Після активації ембріонального геному метаболізм ґрунтується на глюкозі, і ембріон доростає від восьми клітин до бластоцисти. На основі цих спостережень було створено перше промислове середовище для ембріонів. Пізніше вчені створили композицію із двох середовищ G1 та G2, які використовуються послідовно. G1 підтримує розвиток заплідненого ооциту, зиготи, аж до стадії 8 клітин; G2 – від восьмиклітинного конгломерату до бластоцисти. Послідовні середовища тепер успішно використовуються у протоколах ЕКЗ у всьому світі.
Склад живильного середовища для ембріонів
Вода: живильне середовище на 99% складається з води. Чистота води надзвичайно важлива, і потрібного рівня очищення досягають ультрафільтрації під тиском.
- Джерело протеїну: альбумін або синтетична сироватка додається в концентраціях від 5 до 20%.
- У промислові середовища для ЕКЗ додають:
- - синтетичну сироватку,
- - Рекомбінантний альбумін.
Солі: Усередовища для культивування ембріонів додають цілий ряд солей: хлорид натрію, хлорид калію, дигідроортофосфат калію, гідрокарбонат натрію та інші.
Вуглеводи: Вуглеводи присутні в репродуктивних шляхах жінки. Їхня концентрація різна на всьому протязі фалопієвих труб і матки і залежить від фази менструального циклу. Разом з амінокислотами вуглеводи єосновним джерелом енергії для ембріона Поживні середовища, що підтримують розвиток зигот до восьмиклітинної стадії, містять піруват та лактат. Деякі такі середовища не містять глюкози, інші – у дуже низькій концентрації для потреб сперматозоїдів під час природного запліднення.
Середовища, що підтримують розвиток від 8-клітинного ембріона до бластоцисти, містять піруват та лактат у низькій концентрації, глюкозу – у високій.
Амінокислоти: Середовища, що використовуються для підтримки розвитку від зиготи до восьмиклітинного ембріона, містять незамінні амінокислоти. У живильні середовища, де ембріон культивується з восьмиклітинної стадії до бластоцисти, додають замінні амінокислоти.
Антибіотики: Більшість лабораторій використовують живильні середовища, що містять антибіотики для мінімізування ризику зростання мікробів. Найчастіше використовується пеніцилін (що діє на грампозитивні бактерії) та стрептоміцин (що діє на грамнегативні бактерії). Використання гентаміцин все ще обговорюється і лише деякі лабораторії додають його.
Для кращого засвоюваності речовин використовується етилендіамінтетраоцтова кислота (ЕДТА). Крім того, вона запобігає гліколізу (розщепленню глюкози).
На сучасному ринку більшість поживних середовищ для ембріонів – двоступінчасті послідовні. Для поліпшення якостівирощування ембріонів багато клінік пропонують спільну культивацію з клітинами ендометрію, а також дорогу у всіх сенсах новинку - середовище EmbrioGen. Її рекомендують пацієнткам, які мають кілька невдалих спроб ЕКЗ в анамнезі, а також тим, у кого вдалося взяти лише пару яйцеклітин.
У цьому середовищі міститься GM-CSF (колонієстимулюючий фактор гранулоцитів та макрофагів). У ході досліджень цей фактор буввиявлено у високих концентраціях у матці у жінок за кілька днів до та під час імплантації ембріона, а також протягом усієї вагітності. У пацієнток, які страждають на безпліддя, GM-CSF практично дорівнює нулю. Культивація в EmbrioGen покращує якість та виживання ембріонів, що підвищує шанси для нормальної імплантації та народження дитини.
Поживні середовища для вирощування ембріонів постійно вдосконалюються. Вважається, що сьогодні стеля технології практично досягнута і подальші досліди явно не призведуть до серйозних змін у складі. Для підвищення кількості вагітностей, що настали внаслідок ЕКЗ, вчені звертаються до інших аспектів процедури екстракорпорального запліднення.