Opublikowano pierwsze zdjęcia ukazujące tajemniczy proces implantacji ludzkiego embrionu.

„Wiemy więcej o rozwoju embrionalnym much, ryb i kur niż o rozwoju człowieka” – mówi Samuel Ojosnegros, badacz z Instytutu Bioinżynierii Katalonii (IBEC). I ma rację: w ciągu pierwszych kilku tygodni ludzki zarodek rozwija się ukryty w macicy, gdzie oczy nauki nie mogą go dostrzec. To, co dzieje się w tym okresie między implantacją a pierwszym badaniem USG, pozostaje tajemnicą.

Jednak to zaczyna się zmieniać. Grupie naukowców z IBEC, w tym Ojosnegros, udało się po raz pierwszy zarejestrować implantację ludzkich embrionów w czasie rzeczywistym. Aby to osiągnąć, wykorzystali nowatorski system laboratoryjny, który symuluje zewnętrzne warstwy macicy i pozwala im odtworzyć scenariusz implantacji tak, jakby odbywała się ona w ciele kobiety, z wykorzystaniem komórek jajowych pochodzących od dawczyni. Zdjęcia zostały opublikowane w ten piątek w czasopiśmie „Science Advances” .

To osiągnięcie rzuca światło na pierwsze dni po implantacji, które zostały opisane jako prawdziwa „czarna skrzynka” rozwoju człowieka. To jeden z najważniejszych momentów w życiu człowieka, kiedy maleńka kulka komórek przekształca się w pierwszy szkic jednostki, która będzie wyjątkowa i niepowtarzalna.

„Tylko jedna trzecia zapłodnionych zarodków rodzi się żywe” – wyjaśnia Ojosnegros, główny badacz w grupie Bioengineering for Reproductive Health w IBEC. Trzydzieści procent ginie przed implantacją, a kolejne 30% wkrótce potem. „Nie wiemy, dlaczego to takie trudne, ponieważ implantacja zachodzi w organizmie matki i nie można jej badać. Ideą naszej pracy było stworzenie rodzaju sztucznej macicy, aby zarodek mógł się zagnieździć poza organizmem ludzkim i tym samym móc go badać” – dodaje.

Nowo opublikowane filmy i zdjęcia ujawniły nieznane dotąd szczegóły. „Zaobserwowaliśmy, że ludzkie embriony zakopują się w ścianach macicy, wywierając w tym procesie znaczną siłę” – zauważa Ojosnegros. Zarodek, gdy ma pięć dni i jest mikroskopijnej wielkości, przyczepia się do powierzchni macicy i drąży dziurę, aby dostać się do niej, dotrzeć do naczyń krwionośnych i rozpocząć pobieranie pokarmu. Aby to zrobić, zarodek zagęszcza się, odsłaniając komórki na swojej powierzchni, wyspecjalizowane w przyleganiu do tkanki macicy i jej naciąganiu . Wszystko to zostało już szczegółowo zbadane, ale zaskakująca w tych zdjęciach była siła, jaką ta maleńka kula komórek była w stanie wywierać, gdy była jeszcze niewiele więcej niż workiem informacji genetycznej.

„Porównaliśmy ludzkie embriony z mysimi i okazało się, że ludzki embrion jest znacznie bardziej inwazyjny, wręcz zaskakująco inwazyjny: wnika całkowicie i wywiera ogromną siłę, aby przebić się przez włóknistą, bogatą w kolagen macierz” – wyjaśnia Ojosnegros. Ludzkie embriony wykorzystują białka i mechanizmy molekularne do kurczenia się i generowania siły przebijającej , uwalniając jednocześnie enzymy, które degradują otaczającą tkankę. Materiały, przez które musi przejść maleńki embrion, są tymi samymi, z których zbudowane są ścięgna i chrząstki, więc zadanie nie jest łatwe. To doprowadziło naukowców do podejrzeń, dlaczego niektóre kobiety odczuwają lekki ból lub krwawienie na początku ciąży : zarodek delikatnie rozrywa macicę, aby się tam zagnieździć.

U myszy sytuacja wygląda inaczej: delikatniej, że tak powiem. Kiedy zarodek myszy styka się z macicą, wywiera siłę, aby przylgnąć do jej powierzchni. Jednak później, w przeciwieństwie do człowieka, macica adaptuje się, owijając się wokół niej, dzięki czemu zarodek zostaje zamknięty w swego rodzaju krypcie macicznej, co znacznie ułatwia dalszy proces.

Bariery techniczne i etyczne

Badania w dziedzinie zapłodnienia u ludzi są bardzo złożone z wielu powodów, a jednym z nich są ograniczenia etyczne. W Hiszpanii ustawa o technikach wspomaganego rozrodu zezwala na badania zarodków in vitro do 14 dni po zapłodnieniu, po czym rozpoczyna się krytyczny etap rozwoju, tzw. „czarna skrzynka”. Zarodki muszą zostać zniszczone.

Ojosnegros wyjaśnia, że pomimo swoich ograniczeń, hiszpańskie przepisy są dość „postępowe”, ponieważ pozwalają na przykład parom na oddawanie zarodków na potrzeby badań, co umożliwia przeprowadzanie eksperymentów, takich jak ten, który niedawno opublikował ten naukowiec i jego zespół.

Otwiera to drogę do wzrostu wskaźników powodzenia wspomaganego rozrodu , metody leczenia stosowanej przez 40% par, które mają problemy z naturalnym poczęciem. Naukowiec podsumowuje: „Jesteśmy bardzo podekscytowani, że specjaliści w tej dziedzinie wykorzystają stworzony przez nas system do badań nad implantacją i będą mogli odpowiedzieć na własne pytania dotyczące ludzkiej płodności”.