Ученые впервые воссоздали слизистую оболочку матки и добились имплантации человеческих эмбрионов

Ученые воссоздали слизистую оболочку человеческой матки в лабораторных условиях и впервые добились успешной имплантации в нее человеческих эмбрионов. Это достижение открывает новые возможности для изучения самых загадочных этапов ранних этапов беременности и причин, по которым она часто прерывается еще до того, как женщина узнает о зачатии. Об этом сообщает The Guardian.

В ходе экспериментов эмбрионы, переданные науке парами после процедур ЭКО, прикреплялись к искусственно созданной слизистой оболочке матки и начинали вырабатывать ключевые биологические соединения. Среди них — хорионический гонадотропин человека (ХГЧ), гормон, который фиксируется тестами на беременность и дает характерную «вторую полоску».

Главным прорывом стало то, что исследователи смогли в реальном времени наблюдать так называемый химический диалог между эмбрионом и эндометрием — обмен сигналами, который начинается в момент имплантации и определяет, сможет ли беременность развиваться дальше. Ранее такие процессы были практически недоступны для изучения.

«Невероятно видеть это своими глазами. До сих пор у нас были лишь разрозненные снимки этого критически важного этапа беременности. Теперь перед нами открывается множество новых направлений исследований», — отметил доктор Питер Рагг-Ганн, старший автор исследования и руководитель группы в Институте Бабрэма в Кембридже.

Имплантация происходит примерно через неделю после оплодотворения, когда эмбрион прикрепляется к стенке матки и начинает в нее внедряться. Это ключевая стадия, но она остается плохо изученной, поскольку наблюдать ее непосредственно крайне сложно. Значительная часть прежних знаний основана на исследованиях тканей, полученных при гистерэктомиях в начале беременности более 50 лет назад.

Чтобы создать модель слизистой оболочки матки, ученые использовали биопсийный материал, добровольно предоставленный здоровыми женщинами. Из образцов были выделены два типа клеток: стромальные клетки, формирующие структуру эндометрия, и эпителиальные клетки, образующие его поверхность. Стромальные клетки поместили в биоразлагаемый гидрогель, а сверху добавили эпителиальные, воссоздав многослойную структуру слизистой.

При тестировании этой модели с ранними эмбрионами ЭКО исследователи увидели, что эмбрионы успешно прикрепляются и внедряются в искусственно созданную матку. После этого они резко увеличивали выработку ХГЧ и других веществ, характерных для ранней беременности. Технология позволила наблюдать развитие эмбрионов до 14-го дня после оплодотворения — это максимальный срок, разрешенный для научных исследований. За это время формировались специализированные клетки и структуры, участвующие в создании плаценты.

Детальный анализ участков имплантации позволил расшифровать молекулярные сигналы, которыми обмениваются эмбрион и эндометрий. Эти сигналы критически важны для успешного начала и поддержания беременности. По словам Рагг-Ганна, около половины всех эмбрионов не имплантируются, и причины этого до сих пор во многом неизвестны. Понимание этих механизмов может существенно повысить эффективность процедур ЭКО.

В дальнейшем ученые планируют исследовать процессы, происходящие после имплантации, когда начинает формироваться плацента. Именно на этом этапе, как считается, закладываются многие серьезные осложнения беременности. В рамках работы исследователи уже продемонстрировали потенциал метода: блокировка одного из сигнальных путей между эмбрионом и эндометрием привела к тяжелым нарушениям формирования плацентарной ткани.

Параллельно с этим в другом исследовании, опубликованном в том же журнале, китайские ученые создали собственную модель слизистой оболочки матки и выявили препараты, которые потенциально могут улучшить имплантацию у пациенток с синдромом повторной неудачной имплантации, когда качественные эмбрионы ЭКО не приводят к беременности.

Профессор репродуктивной медицины Манчестерского университета Джон Аплин отметил, что за более чем 40 лет развития вспомогательных репродуктивных технологий показатели имплантации остаются разочаровывающе низкими. По его словам, именно самые ранние этапы, например, запуск формирования плаценты и обеспечение будущего плода кислородом и питательными веществами, чаще всего дают сбой и остаются наименее изученными. «Эта работа создает основу для разработки новых подходов к лечению, направленных на повышение эффективности имплантации и сохранение беременности», — подчеркнул Аплин.

Rohane Hamilton / Shutterstock / Fotodom