Die Forscher erfassen erste 3D-Echtzeitbilder der menschlichen Embryo-Implantation

Forscher des Instituts für Bioengineering von Katalonien (IBEC) in Zusammenarbeit mit dem Dexeus University Hospital haben beispiellose Bilder einer menschlichen Embryo -Implantation aufgenommen. Dies ist das erste Mal, dass der Prozess in Echtzeit und in 3D aufgezeichnet wurde.

Das Versagen des Implantationsprozesses in der Gebärmutter ist eine der Hauptursachen für Unfruchtbarkeit und macht 60% der spontanen Abtreibungen aus. Bisher war es nicht möglich gewesen, diesen Prozess beim Menschen in Echtzeit zu beobachten, und die begrenzten verfügbaren Informationen stammten aus Standbildern, die während des Prozesses in bestimmten Momenten aufgenommen wurden.

„Wir haben beobachtet, dass menschliche Embryonen in die Gebärmutter graben und während des Prozesses beträchtliche Kraft ausüben. Diese Kräfte sind notwendig, weil die Embryonen in der Lage sein müssen, in das Gebärmuttergewebe einzudringen und sich vollständig in sie integrieren zu lassen. Es ist ein überraschend invasiver Prozess. Obwohl bekannt ist, dass viele Frauen während der Implantation Bauchschmerzen und leichte Blutungen haben, wurde der Prozess selbst noch nie zuvor beobachtet, „ Erklärt Samuel Ojosnegros, Hauptforscher des Bioengineering der IBEC für die reproduktive Gesundheitsgruppe und Leiter der Studie.

Um während der Implantation voranzukommen, setzt der Embryo Enzyme frei, die das umgebende Gewebe abbauen. Es ist jedoch auch bekannt, dass Kraft erforderlich ist, um in die zugrunde liegenden Schichten der Gebärmutter einzudringen. Dieses Fasergewebe ist mit Kollagen gefüllt, einem starren Protein, das auch Sehnen und Knorpel bildet. „Der Embryo öffnet einen Weg durch diese Struktur und bildet spezielle Gewebe, die mit den Blutgefäßen der Mutter verbunden sind, um zu füttern„, fügt Ojosnegros hinzu.

Die Ergebnisse des Forschungsteams zeigen, dass menschliche Embryonen ihre Umwelt Traktionskräfte ausüben und sie umbauen. „Wir beobachten, dass der Embryo die Uterusmatrix zieht und sie bewegt und neu organisiert. Es reagiert auch auf externe Kraft -Hinweise. Wir nehmen an, dass Kontraktionen, die in vivo auftreten, die Embryo -Implantation beeinflussen können„Erklärt Amélie Godeau, ein Forscher in der Ojosnegros-Gruppe und des gemeinsamen Autors der Studie. Daher ist eine effektive Embryo-Invasion mit einer optimalen Matrixverschiebung verbunden, wodurch die Bedeutung dieser Kräfte im Implantationsprozess hervorgehoben wird.

Die Verbesserung unseres Verständnisses des Implantationsprozesses könnte erhebliche Auswirkungen auf die Fruchtbarkeitsraten, die Embryoqualität und die Zeit, die für die Vorstellung durch assistierte Reproduktion benötigt wird.

Eine Plattform zur Untersuchung der Implantation im Labor

Um die Studie durchzuführen, entwickelte das IBEC -Forschungsteam eine Plattform, mit der Embryonen unter kontrollierten Bedingungen außerhalb des Uterus implantiert werden können. Dies ermöglicht die Bildgebung der Echtzeit-Fluoreszenz und die Analyse der mechanischen Wechselwirkungen des Embryos mit seiner Umgebung. Die Plattform basiert auf einem Gel, das aus einer künstlichen Matrix besteht, die von Kollagen gebildet wird, die im Uterusgewebe reichlich vorhanden ist, und verschiedene Proteine, die für die Embryoentwicklung erforderlich sind.

Die Experimente wurden sowohl mit menschlichen als auch mit Mausembryonen durchgeführt, um den Vergleich der beiden Implantationsprozesse zu ermöglichen. Wenn der Mausembryo mit der Gebärmutter in Kontakt kommt, übt er Kräfte aus, um an seine Oberfläche zu haften. Die Gebärmutter passt sich dann an den Embryo an und umhüllt ihn in eine Uteruskrypta. Im Gegensatz dazu bewegt sich der menschliche Embryo nach innen und durchdringt die Gebärmuttergewebe vollständig. Dort angekommen wächst es von innen nach außen radial.

„Unsere Plattform hat es uns ermöglicht, die Dynamik der Embryo -Implantation zu quantifizieren und den mechanischen Fußabdruck der in diesem komplexen Prozess verwendeten Kräfte in Echtzeit zu bestimmen„Abschließend Anna Seriola, IBEC-Forscherin und Co-First-Autorin der Studie.

This study was conducted in collaboration with the Dexeus University Hospital (which donated all the embryos used in this study), the Biomimetic Systems for Cell Engineering group at IBEC, led by Elena Martínez, as well as other institutions such as the Barcelona Stem Cell Bank (IDIBELL), the University of Barcelona (UB), the Tel Aviv University, the Biomedical Research Networking Centre (CIBER) and the Institute for Research in Biomedizinisch (IRB Barcelona).

Quellen: