Ta članek bo obravnaval koncept, kot je vitrifikacija zarodkov. Dr. Masashige Kuwayama je to metodo na kriotopih izumil leta 2000. Prvi otrok se je rodil po zaslugi vitrifikacije zarodkov leta 2003. Preživetje jajčnih celic se je povečalo za 98 odstotkov.
Polovica žensk, ki opravijo in vitro oploditev, ima še vedno zarodke. Zanje se izvaja krioprezervacija, kar pacientom prihrani denar. Navsezadnje je veliko lažje odmrzniti in prenesti zarodke kot ponovno izvesti postopek oploditve in vitro. Je tudi neke vrste zavarovanje v primeru, da ženska ne zanosi. Krioprezervacija ima nesporno prednost - smrt živih zarodkov, ki ostanejo po tem, ko je protokol preprečen.
Ontogeny
Potek subjektivnega razvoja organizma oziroma ontogeneze izvira od trenutka oploditve in se konča z njegovo smrtjo. To gibanjeneprekinjeno v času in ima nepopravljiv značaj. In nikakor ga ne moremo ustaviti ali upočasniti njegovega razvoja. Toda v naravi obstajajo izjeme. To so rastline, nevretenčarji in celo nekateri osnovni vretenčarji, ki pri nizkih temperaturah ne kažejo lastnosti, značilnih za žive organizme.
Kaj je onemogočena animacija?
Vitrifikacija zarodkov bo obravnavana spodaj. Posamezno obdobje zatišja se imenuje suspendirana animacija. Tako na primer številne sibirske živali preživijo temperature, ki dosežejo -90 stopinj in skoraj popolno dehidracijo. Pri preučevanju tega obdobja ontogeneze v naravnih razmerah se zastavlja vprašanje možne uporabe nizkih temperatur za delno in reverzibilno prekinitev delovanja višjih vretenčarjev, vključno s človekom.
Kriokonservacija
Kriokonzervacija je učinkovita metoda za zaustavitev bioloških procesov v celicah z izpostavljenostjo nizkim temperaturam. Hkrati se med segrevanjem ohranja vitalna aktivnost celic. Po priljubljenosti je ta metoda slabša od vitrifikacije zarodkov. 1 kriotop (označen krionosilec) vsebuje od 1 do 3 zarodke.
Na primer, pri izvajanju postopka, kot je IVF, je najbolje, da premaknete največ dva zarodka v maternično votlino. Preostale kakovostne zarodke lahko kriokonzerviramo za kasnejšo uporabo. Uporabimo jih lahko tudi za ponovitev IVF čez nekaj časa, če postopek pokaže negativen rezultat. S takšnimiza namene se izvaja vitrifikacija zarodkov na posameznih nosilcih.
V nekaterih primerih so vsi zarodki zamrznjeni. Pri ženskah, ki imajo sindrom hiperstimulacije jajčnikov ob indukciji superovulacije, se to izvaja najpogosteje. Komu še priporočamo zamrznitev? Bolniki z onkološkimi boleznimi, zlasti pred kemoterapijo ali radioterapijo. Nato se ti zarodki prenesejo v maternično votlino. Zamrzovanje je indicirano vsem, ki imajo po IVF iz nekega razloga zmanjšano možnost zanositve. Lahko je polip endometrija, nezadostna debelina endometrija do načrtovanega prenosa, disfunkcionalna krvavitev.
Koraki zamrzovanja
Zarodki so zamrznjeni v različnih fazah:
- oplojeno jajčece (zigota);
- stopnja drobljenja zarodka;
- blastocista.
Trenutno obstajata dva načina za zamrznitev zarodkov.
Počasna zamrznitev
Vitrifikacija zarodkov se izvaja s počasnim zamrzovanjem. Ta metoda je bila predlagana že v 70. letih in je ena prvih klasičnih metod za zamrzovanje zarodkov. Temelji na počasnem hlajenju s konstantno hitrostjo. Ko so zarodki shranjeni v tekočem dušiku.
Vendar je treba opozoriti, da pri počasnem zamrzovanju v krioprotektivni raztopini nastanejo mikroskopski kristali ledu, ki negativno vplivajo na celice zarodka. Lahkoizzovejo delno ali popolno smrt biomateriala med segrevanjem. Stopnja uspešnosti zarodkov, prenesenih med počasnim postopkom zamrzovanja in odmrzovanja, je približno 70 odstotkov.
Vitrifikacija
Po letu 2010 se je začela uporabljati nova in učinkovitejša metoda krioprezervacije - vitrifikacija. V primerjavi s prejšnjo metodo je to ultra hitra metoda zamrzovanja biomateriala. Najpogosteje se zarodki vitrificirajo po PGD (genetska diagnoza).
Pri uporabi tega postopka krioprotektivna raztopina, kamor so nameščeni zarodki, ob zamrzovanju ne tvori ledenih kristalov. Tako se zmanjša verjetnost okvare zarodka. Prednost te metode ni le metoda zamrzovanja, temveč tudi odstotek preživetja zarodkov po odmrzovanju. Po statističnih podatkih je število preživelih po postopku vitrifikacije zarodkov vsaj 95 odstotkov.
Kaj se zgodi po ogrevanju?
Po segrevanju se zarodki skoraj ne razlikujejo od navadnih zarodkov. Prav tako se ukoreninijo in dobro razvijejo. Po ponovnem segrevanju se vsi zarodki podvržejo procesu izvalitve s pomočjo. Pri izvajanju tega dejanja se površinsko plast zarodka deli z laserskim žarkom pod želenim in varnim kotom. To olajša izstop zarodka iz lupine in poveča možnost uspešnega prenosa v maternično votlino.
Zamrzovanje omogoča shranjevanje zarodkov za dolgo časa. Ta postopek je ekonomsko ugoden, saj so stroški konzerviranja, segrevanja inimplantacija zarodka v maternično votlino je manjša kot pri ponavljajočem se procesu oploditve in vitro.
Vitrifikacija se obravnava kot fazni prehod, kjer se hladna raztopina ohladi pod temperaturo stekla. Hkrati ostane amorfen, pridobi stekleno strukturo in kakovost, podobno kristalni trdni snovi. Tako se tako žive celice kot celo ves zarodek spremenijo v »steklo«. Steklasto strukturo tekočine med vitrificiranjem dobimo zaradi njenega hitrega hlajenja, to pomeni, da se entropija tekočine zmanjša v krajšem času kot entropija zahtevane kristalne strukture.
Preprosto povedano, tekočina ne zmrzne, ko se njena entropija približa entropiji kristala. Toda za pravilno vitrificiranje živega organizma je treba doseči hitrost padca temperature ≈ 108 °C/min, kar je v praksi nemogoče, saj je temperatura uporabljene kriogene tekočine nezadostna za to in je nemogoče je uporabiti vitrificirano raztopino v manjšem volumnu od volumna jajčne celice. Tu gre za vitrifikacijo zarodkov. Kaj je, zdaj je postalo bolj ali manj jasno.
Znanstveniki so lahko dokazali, da dodajanje krioprotektantov zamrzovalnemu mediju omogoča hitro zmanjšanje stopnje zmrzovanja. To pomeni, da se pri gostoti 10 % etilen glikola in propilen glikola hitrost znatno zmanjša, pri 40 % gostoti je vitrifikacija možna pri hitrosti hlajenja 10 °C/min, pri 60 % pa pade na 50 °C/min. Toda z naraščajočo gostotokrioprotektorji, ki vstopajo v okolje, se poveča njihov negativni učinek na zmrzovanje biomaterialov. Počasno zamrzovanje izzove kopičenje ohlajene vode v biološkem organizmu in znotrajceličnem elementu. To stanje opazimo zaradi hude dehidracije celice, ko se pojavi zunajcelični led.
Ko dobimo stekleno strukturo, se kemični in fizikalni procesi dehidracije telesa ustavijo. Kljub temu, da je embrionalna vitrifikacija (kaj je, je bilo podrobno opisano zgoraj) precej težaven fizični sistem, lahko materiale te strukture najdemo v našem vsakdanjem življenju (steklo, silikon itd.).
Vitrifikacija zarodkov: ocene
Ta metoda zbira samo pozitivne povratne informacije. Postopek vitrifikacije je izvedljiv. Vendar ima veliko lastnosti na različnih stopnjah razvoja v laboratorijih IVF. Vitrifikacija ni najnovejša metoda kriokonzervacije živih celic. To je zadnja faza počasnega zamrzovanja. Danes ima veliko žensk zaradi znanstvenega razvoja priložnost imeti otroka.
Sklepi
Zaradi dela številnih znanstvenikov je vitrifikacija mogoče izvesti brez uporabe dragega programiranega zamrzovalnika, vendar s preprosto opremo, ki jo upravlja upravljavec. Tako je metoda poenostavljena in končni rezultat izboljšan. Kljub velikim dosežkom na področju kriokonzervacije je izvajanje pravilnega ohranjanja živih organizmov pri nizkih temperaturah danesnemogoče.
