Dešimtmečius mokslininkai neturėjo galimybės išsamiai ištirti šio etapo žmonėse, tačiau tyrėjų komanda iš Kinijos pagaliau įveikė šią kliūtį. Jie sukūrė miniatiūrinę „gimdą luste“ (angl. womb on a chip), kuri su stebėtinu tikslumu atkuria tai, kaip žmogaus embrionas prisitvirtina prie gimdos gleivinės ir į ją įauga, rašo„Interesting Engineering“.
Kodėl iki šiol tai nebuvo tiriama
Embriono implantacija įvyksta per kelias dienas po apvaisinimo, kai penkių ar šešių dienų embrionas pasiekia gimdą. Šiame etape jis turi atlikti tris labai tikslius veiksmus: pirmiausia prisiliesti prie gimdos sienelės, tada tvirtai „įsikibti“ į ją ir galiausiai prasiskverbti į vidų – kad užmegztų ryšį, būtiną nėštumui.
Tai stebėti žmogaus organizme yra labai sunku. Etika draudžia eksperimentus su natūraliais embrionais, o reikiamus audinius galima gauti tik retų operacijų metu – pavyzdžiui, pašalinant gimdą. Iki šiol egzistuojantys laboratoriniai modeliai (įprastos ląstelių kultūros petri lėkštelėje) rodė tik proceso fragmentus, praleisdami sudėtingą erdvinę sąveiką tarp embriono ir motinos audinių.
Susiję straipsniai
Dėl to daugelis nesėkmių atvejų – ypač dirbtinio apvaisinimo atveju – gydytojams buvo paslaptimi. Norėdami paaiškinti šiuos procesus, Kinijos mokslų akademijos mokslininkai sukūrė trimatį endometriumo – vidinės gimdos gleivinės – modelį.
Kaip veikia „gimda luste“
Mokslininkai žmogaus endometriumo ląsteles įdėjo į specialų gelį. Tai leido ląstelėms augti ir savaime susiorganizuoti į struktūrą, kuo labiau primenančią tikrą gimdos audinį. Ji buvo įdėta į mikroskysčio lustą – miniatiūrinį įrenginį, valdantį skysčių ir maistinių medžiagų judėjimą.
Tokioje aplinkoje audinys elgėsi beveik taip pat, kaip organizme. Svarbu tai, kad modelio ląsteles galima gauti iš vienos biopsijos, o sistema suderinama net su ląstelėmis, išskirtomis iš menstruacinio kraujo, todėl medžiagos paėmimo procesas yra neinvazinis.
Kai dirbtinė aplinka buvo paruošta, į lustą buvo įdėti dviejų tipų embrionai. Pirmasis – tikri žmogaus blastocistos (ankstyvoji vystymosi stadija, 100–200 ląstelių). Antrasis – blastoidai, laboratoriniai analogai, išauginti iš kamieninių ląstelių. Jų privalumas yra tai, kad juos galima sukurti dideliais kiekiais, su identiškais parametrais.
Rezultatas viršijo lūkesčius, nes luste abu embrionų tipai praėjo visą implantacijos ciklą. Jie užmezgė kontaktą, dėl molekulinės signalizacijos įsitvirtino ir pradėjo aktyviai įaugti į audinį – lygiai taip pat, kaip ir tikro nėštumo metu. Ankstesnės plokščios 2D modeliai to padaryti negalėjo.
Tyrimo autoriai teigia, kad jų sukurta platforma yra patogi ir fiksuoja visus pagrindinius proceso etapus: priartėjimą, prisitvirtinimą ir įaugimą.
Kadangi vaisingumo problemos paliečia maždaug kas šeštą suaugusįjį pasaulyje, supratimas apie implantacijos nesėkmių priežastis yra ypač svarbus. „Gimdos luste“ technologija leidžia tai tirti saugiai, etiškai ir kontroliuojamomis sąlygomis, rašo „New Voice“.
Tyrimas publikuotas žurnale „Cell“.