Изображение, полученное с помощью конфокальной микроскопии, демонстрирует 9-дневного человеческого эмбриона. На снимке выделены определённые белки и клеточные структуры:
* OCT4 (зелёный) — связан с эмбриональными стволовыми клетками;
* GATA6 (малиновый) — ассоциируется с ранним формированием тканей;
* DAPI (синий) — маркирует ДНК в ядрах;
* фаллоидин (красный) — выявляет актиновый цитоскелет.
Источник: Институт биоинженерии Каталонии (IBEC).
Учёные создали 3D-изображения момента имплантации человеческого эмбриона
Исследователи получили трёхмерные изображения процесса имплантации человеческого эмбриона в системе, имитирующей среду матки. Это поможет учёным лучше понять, что происходит во время имплантации.
Ранее процесс имплантации у человека не удавалось наблюдать в реальном времени. Традиционные методы ограничивались статическими изображениями, сделанными в определённые моменты процесса.
В Австралии в 2022 году было выполнено почти 109 000 циклов экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), при этом частота живорождений на цикл переноса эмбрионов увеличилась до 29,9% с 27,3% в 2018 году. Исследователи надеются, что лучшее понимание процесса имплантации может существенно повлиять на показатели фертильности и время, необходимое для зачатия с помощью вспомогательных репродуктивных технологий, таких как ЭКО.
Во время имплантации эмбрион выделяет ферменты, которые разрушают ткань матки, что позволяет ему имплантироваться. Однако учёные обнаружили, что существует и другая сила, которая используется для разрушения нижележащих слоёв матки, заполненных коллагеном.
«Хотя известно, что многие женщины испытывают боль в животе и небольшое кровотечение во время имплантации, сам процесс никогда ранее не наблюдался», — говорит ведущий автор Сэмюэль Охоснегрос, возглавляющий группу «Биоинженерия для репродуктивного здоровья» в Институте биоинженерии Каталонии (IBEC), Испания.
Флуоресцентная визуализация в реальном времени в этом исследовании показывает, что человеческие эмбрионы оказывают тягловые усилия на своё окружение на протяжении всего этого процесса.
«Мы наблюдаем, что эмбрион тянет за маточную матрицу, перемещая и реорганизуя её. Он также реагирует на внешние силовые сигналы», — говорит Амели Годо, соавтор исследования и исследователь в группе Охоснегроса.
«Мы предполагаем, что сокращения, происходящие in vivo, могут влиять на имплантацию эмбриона».
Эти эмбриональные силы играют важную роль в процессе имплантации для успешного внедрения.
«Эти силы необходимы, потому что эмбрионы должны иметь возможность внедряться в ткань матки, полностью интегрируясь с ней», — говорит Охоснегрос.
Исследователи разработали платформу, которая позволила эмбрионам имплантироваться в контролируемых условиях вне матки. Эта платформа была создана с использованием геля, состоящего из искусственной матрицы белков, необходимых для развития эмбриона, и коллагена.
«Наша платформа позволила нам количественно оценить динамику имплантации эмбриона и определить механическое воздействие сил, используемых в этом сложном процессе, в реальном времени», — говорит Анна Сериола, соавтор исследования из IBEC.
Исследовательская группа провела эксперимент как на человеческих эмбрионах, так и на эмбрионах мышей, чтобы сравнить процесс имплантации между ними.
Они обнаружили, что когда эмбрионы мышей были вынуждены прилипнуть к поверхности матки, они адаптируются, складываясь вокруг эмбриона и окружая его.
Но у человека эмбрион движется к ткани, где он не просто прилипает, а полностью проникает в ткань матки. Затем эмбрион начинает расти изнутри наружу.
«Это удивительно инвазивный процесс», — говорит Охоснегрос.
«Эмбрион прокладывает путь через эту структуру и начинает формировать специализированные ткани, которые соединяются с кровеносными сосудами матери для питания».
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.