Γράφει ο Δημήτρης Λουτράδης – γυναικολόγος
Οι τεχνικές για την in vitro ανάπτυξη των ανθρώπινων εμβρύων, ανοίγουν νέους ορίζοντες για τη δημιουργία και τη βελτίωση βιώσιμων και γενετικά υγιών εμβρύων. Επίσης νέες μέθοδοι δοκιμάζονται για την ωρίμανση και κατάψυξη ( υαλοποίηση -vitrification) των ωαρίων προσφέροντας έτσι νέες δυνατότητες στην κλινική εφαρμογή. Έμβρυα μπορούν με επιτυχία να πολλαπλασιαστούν in vitro, ενώ τεχνικές μεταφοράς του πυρήνα προσφέρουν νέες θεραπείες για γενετικά νοσήματα κι ακόμη την ενδεχόμενη κατασκευή γαμετών. Τέλος η πιθανή παραγωγή αρχέγονων κυτταρικών σειρών (stem cells) προερχόμενων από πολυδύναμα εμβρυικά κύτταρα είναι στο ξεκίνημά της και θα πρέπει να εξετασθεί σε σχέση με τα ηθικά και νομικά πλαίσια της αναπτυσσόμενης ανθρώπινης αναπαραγωγής.
Συνθήκες καλλιέργειας ανθρώπινων εμβρύων
Οι ιδανικές συνθήκες καλλιέργειας είναι υψίστης σημασίας για την in vitro γονιμοποίηση των γαμετών, την προεμφυτευτική ανάπτυξη και την εμφύτευση. Οι κύριες πηγές ενέργειας του καλλιεργητικού υλικού είναι το γαλακτικό, το πυρουβικό οξύ όπως και η γλυκόζη. Οι συγκεντρώσεις των δύο πρώτων ποικίλλουν στα διάφορα καλλιεργητικά μέσα , ενώ η τελευταία είναι απαραίτητη κυρίως για τα μετέπειτα στάδια ανάπτυξης (από μορίδιο σε βλαστοκύστη). Μια σταθερή πηγή αζώτου είναι απαραίτητη για την επίτευξη της εμβρυικής εμφύτευσης είτε αυτή είναι αμινοξέα είτε αλβουμίνη είτε ορός. Η ανάπτυξη από το στάδιο των προπυρήνων των περισσοτέρων ειδών (αλλά όχι του ανθρώπου) σταματά σε κάποιο σημείο μεταξύ του σταδίου των δύο κυττάρων και των 16 κυττάρων. Οι τροποποιημένες συνθήκες καλλιεργειών μπορούν να οδηγήσουν στην αναστολή αυτού του εμποδίου και στην ανάπτυξη των εμβρύων.
Ωρίμανση των ανθρωπίνων ωαρίων
Ωάρια που συλλέγονται από αναπτυσσόμενα ωοθυλάκια προερχόμενα από ωοθήκες που δεν έχουν υποστεί διέγερση, μπορούν να ωριμάσουν in vitro, να γονιμοποιηθούν και να αναπτυχθούν κατά την εμβρυομεταφορά σε ασθενείς. Τελευταία καταβάλλεται προσπάθεια να βελτιωθούν οι συνθήκες ωρίμανσης των ανθρωπίνων ωαρίων λόγω της μειωμένης ικανότητάς τους να αναπτύσσονται σε έμβρυα. Είναι επίσης πιθανό τα καλλιεργητικά μέσα της in vitro ωρίμανσης να σχεδιαστούν έτσι, ώστε να διατηρηθεί η ικανότητα ανάπτυξης των ανθρώπινων ανώριμων ωαρίων προερχόμενων από μικρού μέχρι μεσαίου μεγέθους ωοθυλάκια. Αυτές οι τεχνικές θα βρουν εφαρμογή σε γυναίκες με πολυκυστικές ωοθήκες, πτωχές απαντήτριες ή ασθενείς στις οποίες απαγορεύεται να χορηγηθούν φαρμακευτικά σχήματα. Από αυτές μπορεί να συλλεχθεί μεγάλος αριθμός ωαρίων από ωοθυλάκια διαμέτρου 5-15 mm χωρίς να απαιτείται χορήγηση FSH για τη διέγερση των ωοθυλακίων. Η επιτυχής εφαρμογή της in vitro ωρίμανσης σ’αυτή την ομάδα ασθενών που διατρέχουν υψηλό κίνδυνο να αναπτύξουν σύνδρομο υπερ-διέγερσης ωοθηκών, θα μπορούσε να οδηγήσει επίσης σε περαιτέρω εφαρμογές σε ασθενείς χωρίς πολυκυστικές ωοθήκες που επιθυμούν να αποφύγουν τις παρενέργειες των υψηλών δόσεων φαρμάκων γονιμότη-τας.
Νέες μέθοδοι Υαλοποίησης για την κρυοσυντήρηση κυττάρων και ιστών
Λιγότερα από 1-2% κατεψυγμένων ανθρώπινων ωαρίων επιβιώνουν με τις παρούσες μεθόδους κατάψυξης. Η αύξηση της συγκέντρωσης των παραγόντων κρυοσυντήρησης καθώς και η ταχύτητα ψύξης θα επιτρέψει στα διαλύματα αυτά να σχηματίσουν ύαλο (vitrify) παρά κρυστάλλους πάγου (κατάψυξη). Από προκαταρκτικές μελέτες φαίνεται ότι τα αποτελέσματα είναι υπέρ της υαλοποίησης.
Πολλαπλασιασμός εμβρύων
Έμβρυα μπορούν να διχοτομηθούν σε οποιοδήποτε στάδιο της ανάπτυξής τους, αλλά η συνήθης τεχνική για την παραγωγή διδύμων στα βοοειδή είναι η διχοτόμηση στο στάδιο της βλαστοκύστης, όπου η εσωτερική κυτταρική μάζα (inner mass cell, ICM) διαχωρίζεται σε ξεχωριστά τροφοβλαστικά κυστίδια.
Κατασκευή τεχνητών γαμετών
Τα τελευταία χρόνια γίνεται προσπάθεια, ώστε σωματικά κύτταρα να μπορούν εξ’ολοκλήρου να αναπρογραμματιστούν καλλιεργούμενα σε κυτταρικές σειρές και στη συνέχεια να μπορεί να τοποθετηθεί ο πυρήνας τους μέσα σε αδρανοποιημένα ωάρια. Προσφάτως προπυρήνας και κυτταρόπλασμα με στοιχεία μιτοχονδριακά έχουν τοποθετηθεί σε αδρανοποιημένο ωάριο και το ωάριο αυτό παρουσιάζει λειτουργικώς φυσιολογική έκφραση των μιτοχονδρίων. Αυτοί οι χειρισμοί καθιερώνουν τους τεχνητούς γαμέτες έτσι, ώστε σε απουσία γαμετών σε έναν από τους δύο συντρόφους να μπορεί να σχηματιστεί αντίστοιχος με μεταφορά προπυρήνα.
Εμβρυικά πολυδύναμα κύτταρα ( Embryonic stem cells)
Ανθρώπινα έμβρυα μπορούν να αναπτυχθούν σε καλλιέργειες μέχρι το στάδιο της βλαστοκύστης και στη συνέχεια με ειδικούς χειρισμούς να γίνει η διαφοροποίησή τους προς κάποιο συγκεκριμένο ιστό (π.χ. πάγκρεας). Όταν τα έμβρυα αυτά βρεθούν σε συνθήκες που έχουν ως υπόστρωμα ινοβλάστες (fetal fibroblast feeder cells, STO cells) η ICM παραμένει σε ένα πρωτογενώς αδιαφοροποίητο στάδιο και μπορεί να κατευθυνθεί σε πολυδύναμη παραγωγή ιστών. Με δεδομένες αυτές τις πολυπαραγοντικές επιδράσεις στη διαμόρφωσή τους , θα μπορούσε να γίνει η ελεγχόμενη διαφοροποίηση των stem cells σε διαφόρους τύπους σωματικών κυττάρων που θα μπορούσαν να πολλαπλασιαστούν για χρήση στην αξιολόγηση φαρμάκων , τη μεταμόσχευση και για γενετικούς χειρισμούς.
