Przejdź do treści

Jak wygląda zapłodnienie techniką ICSI? Wyjaśnia embriolog

zapłodnienie techniką ICSI
fot. Fotolia

ICSI to rodzaj zapłodnienia in vitro, w którym wykorzystywany jest tylko jeden plemnik. Jak wygląda zapłodnienie techniką ICSI? Szczegółowo wyjaśnia to embriolog.

Zapisz się do newslettera

W warunkach naturalnych plemniki, aby dostać się do komórki jajowej, muszą pokonać szereg przeszkód: przebyć daleką drogę przez macicę do jajowodu, rozproszyć otaczające komórkę jajową komórki pęcherzykowe, przeniknąć przez osłonkę przejrzystą – zewnątrzkomórkową glikoproteinową strukturę otaczającą  komórkę jajową – wyjaśnia dr Marta Sikora-Polaczek, członek ESHRE i starszy embriolog kliniczny Centrum Medycznego Macierzyństwo.

To na tym etapie zostaje wybrany ten jedyny – po przeniknięciu pierwszego plemnika komórka uruchamia blok przeciwko polispermii. Plemnik, który wniknął przez osłonkę przejrzystą wiąże się następnie z błoną komórkową komórki jajowej i może dokończyć proces zapłodnienia. Do pokonania całej drogi potrzebna jest plemnikowi ruchliwość, odpowiednie enzymy zawarte w główce, białka wiążące itp. – cała funkcjonalna „otoczka” materiału genetycznego – dodaje ekspertka.

Zobacz także: ICSI w in vitro – co to za metoda?

Zapłodnienie techniką ICSI – kiedy plemnik spotyka komórkę jajową

Jak tłumaczy dr Marta Sikora-Polaczek, metodę ICSI wynaleziono aby pomóc plemnikowi wszystkie przeszkody ominąć. Plemnik cały, unieruchomiony pipetą, a przez to też aktywowany, jest wprowadzany następnie do wnętrza komórki jajowej. Oznacza to, że do wnętrza komórki dostarczany jest gotowy „pakiet genetyczny”.

– Z jednej strony pozwala to NA uzyskanie prawidłowego rozwoju zarodkowego i następnie ciąży nawet w sytuacjach gdy koncentracja, ruchliwość lub morfologia plemników są skrajnie obniżone. Z drugiej strony nie chcemy odrzucać „naturalnych” mechanizmów selekcji plemnika, które mają na celu między innymi wyeliminowanie plemników uszkodzonych, z nieprawidłowym materiałem genetycznym – podkreśla ekspertka.

– Jeżeli tylko jest taka możliwość, te wszystkie „przeszkody” stawia embriolog: podczas preparatyki, a następnie wyboru plemnika. Jeśli tej możliwości nie ma, wszystkie plemniki są nieprawidłowe i/lub nieruchome, stosuje się dodatkowe testy umożliwiające wybór plemnika żywego. I tak na przykład przy całkowitej braku ruchliwości plemników ICSI z zastosowaniem plemników żywych nadal ma szanse powodzenia  – dodaje.

Zobacz także: Jak wygląda proces wyboru plemnika do in vitro?

Zapłodnienie techniką ICSI – łączenie materiału genetycznego

Jak plemnik przedostaje się do komórki jajowej? Dociera on do wnętrza komórki za pomocą cienkiej pipety mikroiniekcyjnej.

– Żeby ulokować plemnik we właściwym miejscu, czyli w cytoplazmie komórki jajowej, trzeba przerwać ciągłość osłonki przejrzystej (zewnątrzkomórkowej, glikoproteinowej struktury otaczającej komórkę jajową) oraz błonę komórkowa oocytu. Są to struktury niesłychanie plastyczne, po wprowadzeniu plemnika i usunięciu pipety ulegają natychmiastowemu zasklepieniu – tłumaczy embriolog.

Kiedy już plemniki (w klasycznej metodzie zapłodnienia pozaustrojowego) lub plemnik dotrze do wnętrza komórki jajowej (w metodzie ICSI), komórki trafiają na kilkanaście godzin do inkubatora.

– Komórka jajowa ma wtedy czas na dokończenie swoich podziałów (zapładniana jest komórka w metafazie II podziału mejotycznego, dopiero wniknięcie plemnika aktywuje komórkę do ukończenia podziału), następuje „przepakowanie” materiału genetycznego plemnika – mówi dr Sikora-Polaczek.

Zobacz także: In vitro krok po kroku

Efekt końcowy

W skrócie, materiał genetyczny komórki jajowej i plemnika „dogrywają się” ze sobą. Efektem tego procesu jest pojawienie się dwóch przedjądrzy: żeńskiego i męskiego, dwóch jeszcze osobnych, ale gotowych do podjęcia wspólnego rozwoju pakietów genetycznych.

Obecność dwóch przedjądrzy oraz dwóch ciałek kierunkowych (powstałych na skutek ukończenia przez oocyt podziału mejotycznego) po ok 17-18 godzinach od zapłodnienia są dowodem na to, że komórka zapłodniła się prawidłowo. Możemy oczekiwać, że rozpocznie pierwszy podział bruzdkowania – czyli funkcjonowanie już jako zarodek.

Konsultacja medyczna: dr Marta Sikora-Polaczek – ekspertka Centrum Medycznego Macierzyństwo i starszy embriolog kliniczny ESHRE

Anna Wencławska

Redaktorka serwisu internetowego In vitro online. Absolwentka Uniwersytetu Warszawskiego, pasjonatka obcych kultur i języków orientalnych.

Litwa: Zautomatyzowany system selekcji zarodków zwiększy szansę na sukces IVF

Zautomatyzowany system selekcji zarodków
Fot. 123rf

Zespół naukowców z Uniwersytetu Technicznego w Kownie (KTU) jako pierwszy na Litwie zastosował metody sztucznej inteligencji (AI) do oceny danych dotyczących rozwoju zarodków ludzkich. System fotografuje embriony co pięć minut, przetwarza dane o ich rozwoju i powiadamia o wszelkich zaobserwowanych anomaliach. Zwiększa to prawdopodobieństwo wyboru najbardziej żywotnego i zdrowego zarodka do zabiegu in vitro.

Zapisz się do newslettera

Interdyscyplinarny zespół badaczy z KTU pod kierownictwem dr Raudonisa opracował zautomatyzowaną metodę oceny zarodków we wczesnym stadium. Metoda opiera się na przetwarzaniu danych wizualnych zebranych przez fotografowanie rozwijającego się zarodka co pięć minut z siedmiu różnych stron przez okres pięciu dni. W ten sposób generowanych jest do 20 000 obrazów. Ręczna ocena ich wszystkich byłaby niemożliwa dla embriologa prowadzącego zabieg.

„Ocena stanu zdrowia zarodka we wczesnym stadium rozwoju na podstawie informacji wizualnych nie jest łatwym zadaniem. Tutaj z pomocą przychodzi technologia”- mówi dr Vidas Raudonis, profesor na Wydziale Automatyki Wydziału Inżynierii Elektrycznej i Elektronicznej KTU.

Zobacz też: Hodowla zarodków w sztucznej macicy? To możliwe 

Ostateczną decyzję zawsze podejmuje embriolog

Na etapie oceny fotografii embriolog może polegać na algorytmie sztucznej inteligencji opracowanym przez KTU.

Nasz algorytm automatycznie analizuje zdjęcia i zaznacza wszystkie zdarzenia i anomalie, które mogą wpłynąć na pomyślny dalszy rozwój zarodka. Należy zauważyć, że ostateczną decyzję podejmuje embriolog – algorytm sztucznej inteligencji jest jedynie narzędziem, które pozwala obiektywnie uzasadnić decyzję – wyjaśnia dr Raudonis, a jego słowa cytuje News Medical.

Ze względu na tempo rozwoju zarodków zmiany wskazujące na nieprawidłowości mogą nie zostać zauważone podczas ręcznej analizy danych. Sztuczna inteligencja jest szkolona, ​​aby dostrzegać wszystkie istotne cechy zdrowego zarodka w sekwencji zdjęć. W związku z tym może powielać pracę embriologa, a ściślej – przeprowadzić wizualną kontrolę rozwoju zarodka.

Technologia jest już w użyciu

Zautomatyzowana ocena rozwoju zarodków to nowa dziedzina nie tylko na Litwie, ale i na świecie. W ciągu ostatnich lat pojawiły się techniczne możliwości tworzenia bardziej wyrafinowanych metod i algorytmów sztucznej inteligencji. Na tym polu pracują zespoły naukowców z Izraela, Australii, Danii i innych krajów.

W zeszłym roku pisaliśmy o sieci neuronowej wybierającej blastocysty do implantacji – przełomowym dokonaniu naukowców z Bostonu.

Źródło: News Medical

Zobacz też: Selekcja wysokiej jakości plemników za pomocą fal akustycznych? To możliwe!

Alina Windyga-Łapińska

Dziennikarka portalu In Vitro Online. Absolwentka Uniwersytetu Warszawskiego.

Hodowla zarodków w sztucznej macicy? To możliwe

sztuczna macica
Fot. 123rf

Naukowcom udało się wyhodować zarodki myszy w sztucznej macicy – to pierwszy tego typu udany eksperyment. Badania przeprowadzono w Instytucie Naukowym Weizmanna w Izraelu.

Zapisz się do newslettera

Prof. Jacob Hanna wraz z zespołem odkrył sposób na hodowanie mysich embrionów poza macicą. Wyniki badań zostały opublikowane w marcu br. w Nature.

Obserwacja wczesnego rozwoju embrionalnego zarodka

Jak wyjaśnia prof. Hanna, wiele z tego, co obecnie wiadomo o rozwoju embrionalnym ssaków, pochodzi z obserwacji tego procesu u innych organizmów, takich jak żaby lub ryby, które składają przezroczyste jaja, lub z uzyskania statycznych obrazów z wypreparowanej myszy.

Świętym Graalem biologii rozwoju jest zrozumienie, w jaki sposób pojedyncza komórka, zapłodnione jajo, może wytworzyć wszystkie określone typy komórek w ludzkim ciele i rozrosnąć się do 40 bilionów komórek. Naukowcy próbują dowiedzieć się tego od zarania dziejów – komentował Paul Tesar, biolog z akademii medycznej Case Western Reserve University w Cleveland, w rozmowie z The New York Times.

Zespół badawczy z Instytutu Weizmanna skoncentrował się na poznaniu programu rozwojowego embrionalnych komórek macierzystych ssaków. Przez siedem lat, metodą prób i błędów, opracowywał dwuetapowy proces. W końcu był w stanie hodować normalnie rozwijające się zarodki myszy poza macicą przez sześć dni – to około jednej trzeciej z 20-dniowej ciąży myszy. Do tego czasu zarodki mają już dobrze zarysowaną budowę ciała i widoczne narządy.

Badacze podkreślają, że – mimo nienaturalnego otoczenia – zarodki wyglądały tak samo, jakby rozwijały się wewnątrz żywego organizmu.

Zobacz też: Kontrola płci potomstwa? Badania na myszach pokazują, jak konkurują ze sobą chromosomy X i Y

Sztuczna macica

Zespół pod kierownictwem doktora Jacoba Hanny stworzył sztuczną, mechaniczną macicę. Zapewnia ona prawidłowy rozwój zarodków i jednocześnie daje wgląd w poszczególne etapy ich rozwoju. Składa się ona ze szklanych fiolek z płynem odżywczym, do których przenosi się zapłodnione komórki jajowe z naturalnych macic. Naczynia przymocowane są do powoli obracającego się koła.

Jak to wygląda? Możesz zobaczyć na Twitterze doktora:

Szanse i zagrożenia

Dzięki sztucznej macicy będziemy mogli dowiedzieć się więcej o tym, jakie czynniki wpływają na poronienie i dlaczego zapłodnione komórki jajowe nie mogą prawidłowo zagnieździć się w macicy. Eksperyment daje też szansę na dokładne zaobserwowanie, jak mutacje lub delecje genów wpływają na rozwój płodu.

Zdaniem prof. Paula Tesara, wspomniane badania mogą w przyszłości dać możliwość, by rozwój innych ssaków, w tym człowieka, również odbywał się poza macicą. Profesor podkreślił jednak, że jeśli taki scenariusz miałby się kiedykolwiek spełnić, wcześniej należałoby podjąć szereg dyskusji, czy ta metoda jest właściwa z etycznego i społecznego punktu widzenia.

To kolejne odkrycie z ostatnich miesięcy stawiające przed nami pytania z zakresu bioetyki. Więcej dowiesz się z artykułu: Hodowla zarodków dłuższa niż 14 dni? Naukowcy zastanawiają się, czy przesunąć granicę.

Źródła: News Medical / The New York Times

Zobacz też: Błąd w komórce jajowej? To norma – przekonują badacze

Alina Windyga-Łapińska

Dziennikarka portalu In Vitro Online. Absolwentka Uniwersytetu Warszawskiego.