Питательная среда для развития эмбриона человека

Питательная среда для выращивания эмбрионов впервые была описана в 1912 году – в ней наблюдали за эмбрионом кролика. Позже Роберт Эдвардз (Robert Edwards) использовал тот же физиологический соляной раствор в первом удачном протоколе ЭКО. В 1984-1985 годах была разработана новая среда. Учеными было предложено добавлять альбумин как источник аминокислот. Среда, обозначенная как B2, используется и сегодня. В 1985 в журнал «Fertility and Sterility» опубликовал статью с составом вещества, названного «жидкость маточных труб человека» - Human Tubal Fluid (HTF). HTF имитирует условия, в которых развивается эмбрион в женском теле. Формула вещества основывалась на химическом составе жидкости в фаллопиевых трубах. Основа среды – сбалансированный солевой раствор без аминокислот. Среда HTF с цельной сывороткой или сывороточным альбумином стала золотым стандартом для питательных сред, в которых эмбрионы выращивают до второго или третьего дня.

В течение последующих лет исследования метаболизма свободно плавающих эмбрионов показали, что каждому этапу их развития соответствуют свои нужды. До стадии восьми клеток эмбрион находится под материнским контролем и требует энергетического субстрата из пировиноградной кислоты (пирувата) и молочной кислоты (лактата). После активации эмбрионального генома метаболизм основывается на глюкозе, и эмбрион дорастает от восьми клеток до бластоцисты. На основе этих наблюдений была создана первая промышленная среда для эмбрионов. Позже ученые создали композицию из двух сред G1 и G2, которые используются последовательно. G1 поддерживает развитие оплодотворенного ооцита, зиготы, вплоть до стадии 8 клеток; G2 – от восьмиклеточного конгломерата до бластоцисты. Последовательные среды теперь успешно используются в протоколах ЭКО по всему миру. 

Состав питательной среды для эмбрионов

Вода: питательная среда на 99% состоит из воды. Чистота воды чрезвычайно важна, и нужного уровня очистки достигают ультрафильтрацией под давлением.

Источник протеина: альбумин или синтетическая сыворотка добавляется в концентрациях от 5 до 20%.

В промышленные среды для ЭКО добавляют:

- синтетическую сыворотку,

- рекомбинантный альбумин.

Соли: В среды для культивирования эмбрионов добавляют целый ряд солей: хлорид натрия, хлорид калия, дигидроортофосфат калия, гидрокарбонат натрия и другие.

Углеводы: Углеводы присутствуют в репродуктивных путях женщины. Их концентрация различна на всем протяжении фаллопиевых труб и матки и зависит от фазы менструального цикла. Вместе с аминокислотами углеводы являются основным источником энергии для эмбриона. Питательные среды, поддерживающие развитие зигот до восьмиклеточной стадии, содержат пируват и лактат. Некоторые такие среды не содержат глюкозы, другие – в очень низкой концентрации для нужд сперматозоидов во время естественного оплодотворения.

Среды, поддерживающие развитие от 8-клеточного эмбриона до бластоцисты, содержат пируват и лактат в низкой концентрации, глюкозу – в высокой.

Аминокислоты: Среды, используемые для поддержки развития от зиготы до восьмиклеточного эмбриона, содержат незаменимые аминокислоты. В питательные среды, где эмбрион культивируется с восьмиклеточной стадии до бластоцисты, добавляют заменимые аминокислоты.

Антибиотики: Большинство лабораторий используют питательные среды, содержащие антибиотики для минимизирования риска роста микробов. Наиболее часто используется пенициллин (действующий на грамположительные бактерии) и стрептомицин (действующий на грамотрицательные бактерии). Использование гентамицина все еще обсуждается и лишь некоторые лаборатории добавляют его.

Для лучшего усвояемости веществ используется этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА). Кроме того, она предотвращает гликолиз (расщепления глюкозы).

На современном рынке большинство питательных сред для эмбрионов – двухступенчатые последовательные. Для улучшения качества выращивания эмбрионов многие клиники предлагают совместную культивацию с клетками эндометрия, а также дорогую во всех смыслах новинку – среду EmbrioGen. Ее рекомендуют пациенткам, имеющим несколько неудачных попыток ЭКО в анамнезе, а также тем, у кого удалось взять всего пару яйцеклеток.

В этой среде содержится GM-CSF (колониестимулирующий фактор гранулоцитов и макрофагов). В ходе исследований этот фактор был обнаружен ввысоких концентрациях в матке у женщин за несколько дней до и во время имплантации эмбриона, а также на протяжении всей беременности. У пациенток, страдающих бесплодием, GM-CSF практически равен нулю. Культивация в EmbrioGen улучшает качество и выживаемость эмбрионов, что повышает шансы для нормальной имплантации и рождения ребенка.

Питательные среды для выращивания эмбрионов постоянно совершенствуются. Считается, что сегодня потолок технологии практически достигнут и дальнейшие опыты явно не приведут к серьезным изменениям в составе. Для повышения количества беременностей, наступивших в результате ЭКО, ученые обращаются к другим аспектам процедуры экстракорпорального оплодотворения.

About author

Ирина Широкова

Редактор сайта. Необъяснимое бесплодие -10 лет, многолетний опыт в вопросах планирования и лечении бесплодия, включая лапароскопии, гистероскопии, гистеросальпингографии, инсеминации, стимуляции и другие обследования, мама троих детей.