Nowa metoda badania implantacji zarodka daje nadzieję w technikach wspomaganego rozrodu
COX-2 i AKT jako kluczowe ogniwa w regulacji implantacji zarodków
Stosowanie technik wspomaganego rozrodu, takich jak zapłodnienie in vitro, staje się coraz powszechniejsze na całym świecie. Choć metody te skutecznie umożliwiają powstanie żywych zarodków, ponad połowa z nich ulega utracie, gdyż nie dochodzi do implantacji w macicy.
W artykule opublikowanym niedawno w Nature Communications naukowcy opisali technikę badania implantacji zarodków u myszy z wykorzystaniem tkanki macicy poza organizmem („ex vivo”). Badacze liczą, że dzięki temu podejściu uda się zwiększyć odsetek skutecznych implantacji u ludzi.
Badanie implantacji jest znacznie trudniejsze niż wcześniejsze etapy zapłodnienia in vitro, ponieważ wymaga obserwacji głęboko położonych tkanek w żywym środowisku macicy. To skłoniło zespół do pytania: czy można utrzymać fragment macicy przy życiu poza organizmem, aby móc śledzić implantację bez barier technicznych?
„We wcześniejszych pracach wykorzystywano zarodki modelowe tworzone z komórek macierzystych do odtwarzania rozwoju zarodkowego przed i po implantacji” – wyjaśnia główny autor, Takehiro Hiraoka. „Jednak bez macicy nie da się wiernie odwzorować procesu implantacji, dlatego dotychczasowe badania nie były w stanie go odtworzyć”.
Zastosowana przez zespół specjalna metoda hodowli polegała na umieszczeniu tkanki macicy myszy pomiędzy powierzchniami cieczy i gazu. Następnie badacze nanosili zarodki na niewielkie fragmenty endometrium i oceniali przebieg implantacji oraz dalszego rozwoju. Co istotne, skuteczność implantacji sięgała ponad 90%, a procesowi towarzyszył dalszy rozwój zarodka i inwazja trofoblastu w błonę śluzową macicy.
„Zaobserwowaliśmy również cechy charakterystyczne dla naturalnej implantacji” – podkreśla autor senior, Masahito Ikawa. „Na przykład regulator implantacji macicznej COX-2 był indukowany w miejscu przyczepienia zarodka”.
Aby lepiej ocenić potencjał tego modelu, naukowcy zbadali szlaki związane z indukcją COX-2. Okazało się, że aktywność białka AKT, istotnego w procesie tworzenia i organizacji łożyska, a także przeżycia, migracji i inwazji komórek, była modulowana przez maciczny COX-2.
„Kolejne eksperymenty wykazały, że wprowadzenie aktywnej formy AKT do zarodków przywracało prawidłową implantację w sytuacjach, gdy hamowano COX-2” – potwierdza Ikawa. – „Oznacza to, że udało nam się zidentyfikować potencjalny sposób przezwyciężenia problemu niepowodzeń implantacji, co pokazuje ogromne możliwości tej techniki w poprawie skuteczności metod wspomaganego rozrodu”.
Choć nadal istnieją wyzwania, takie jak utrzymanie rozwoju zarodków po 5,5 dniu, wyniki są obiecujące. Wraz z przyszłymi udoskonaleniami metoda ta może umożliwić opracowanie terapii dla osób z nawracającymi niepowodzeniami implantacji, a także poprawić odsetki implantacji w technikach wspomaganego rozrodu, dając szansę wielu rodzinom na spełnienie marzeń o dziecku.
Źródło: Nature Communications, An ex vivo uterine system captures implantation, embryogenesis, and trophoblast invasion via maternal-embryonic signaling
DOI: http://dx.doi.org/10.1038/s41467-025-60610-x
