Новая технология визуализации эмбрионов может помочь в ЭКО
Биологи и инженеры из Университета Монаша разработали новый неинвазивный метод обработки изображений для визуализации формирования эмбриона. Впервые исследователи смогли наблюдать движение всех клеток в живых эмбрионах млекопитающих в процессе развития под микроскопом. Этот прорыв важен для процедур ЭКО (экстракорпорального оплодотворения) и преимплантационной генетической диагностики (ПГД). В будущем этот подход может помочь в выборе эмбриона перед его имплантацией в матку для повышения успешности ЭКО.
Исследование, опубликованное в Developmental Cell под названием 'Cortical Tension Allocates the First Inner Cells of the Mammalian Embryo', даёт новое представление о формировании эмбриона и ставит под сомнение преобладающую модель размещения клеток посредством деления. Ведущие авторы: д-р Мелани Уайт (Австралийский институт регенеративной медицины), д-р Янина Альварес (Университет Буэнос-Айреса) и Раджив Самараж (Университет Монаша).
Эмбрионы млекопитающих начинаются как небольшая группа идентичных клеток. На ранней стадии некоторые из этих клеток занимают внутреннее положение. Именно эти внутренние клетки впоследствии образуют все клетки тела, а оставшиеся внешние клетки формируют другие ткани, например, плаценту.
Долгое время считалось, что внутренние клетки занимают своё положение благодаря особому процессу клеточного деления, но из-за технических ограничений это никогда не было доказано. Используя новые методы визуализации, исследователи показали, что эта модель неверна.
Затем учёные применили передовые лазерные методики (ранее использовавшиеся только на эмбрионах мух, растений или культивируемых клетках), чтобы определить силы, заставляющие клетки двигаться внутрь эмбриона.
Новые методы позволили увидеть, как клетки двигаются и меняют форму со временем, будучи «проталкиваемыми» внутрь для формирования внутренней клеточной массы. Было показано, что разница в натяжении мембран клеток определяет, какие клетки перемещаются внутрь, чтобы сформировать тело. Изменяя натяжение клеток с помощью лазеров или генетических манипуляций, исследователи могли влиять на то, какие клетки оказываются внутри.
Эти открытия также открывают возможность в будущем корректировать межклеточные силы и формирование клеток для повышения жизнеспособности эмбрионов.
«Мы можем думать об этом как о "толчке в правильном направлении"», — сказал Раджив Самараж.
Ведутся работы по применению этой новой технологии обработки изображений с неинвазивными методами визуализации для изучения того, как человеческие эмбрионы, используемые в ЭКО или ПГД, впервые организуют свои клетки.
«Если в будущем мы сможем комбинировать нашу новую технологию обработки изображений с безвредными красителями для маркировки мембран человеческих эмбрионов, мы, возможно, сможем оценивать эмбрионы для ЭКО и выбирать для имплантации те, у которых больше шансов на успех», — сказала д-р Мелани Уайт.