Autor: Katarzyna Abramik – Embriolog kliniczny

Ponad 40 lat temu dokonano pierwszego na świecie zapłodnienia in vitro, co zapoczątkowało nową erę w leczeniu niepłodności. Wówczas laboratoria nie były wyposażone w dedykowany sprzęt ani odpowiednie media do hodowli zarodków, co stanowiło ogromne wyzwanie dla pionierów tej metody. Obecnie laboratoria wspomaganego rozrodu wyposażone są w materiały, sprzęt oraz technologię na miarę XXI wieku, co pozwala nie tylko zmaksymalizować szansę na posiadanie upragnionego potomstwa, ale także zwiększyć bezpieczeństwo zabiegów.

Ocena poklatkowa (time-lapse) – nowoczesna metoda oceny zarodków

Inkubatory do hodowli zarodków to kluczowe urządzenia w laboratoriach embriologicznych. W ostatnich latach duże inkubatory do hodowli komórek i tkanek zostały zastąpione przez bardziej kompaktowe, dedykowane do hodowli zarodków. Zapewniają one dużo szybszą normalizację parametrów środowiskowych po otwarciu, co przekłada się na stabilniejsze warunki dla rozwoju zarodków. W nowoczesnych laboratoriach tradycyjne inkubatory zostały zastąpione przez zaawansowane technologicznie embrioskopy (ang. time-lapse). Embrioskop to urządzenie, które  zapewnia stałe i precyzyjnie dobrane parametry takie jak temperatura czy skład gazów. Niesamowity postęp nastąpił także w sposobie oceny zarodków.  Dzięki zintegrowanemu systemowi kamer embrioskop pozwala rejestrować rozwój zarodków w sposób ciągły bez konieczności wyjmowania ich z urządzenia. Z tego też względu ocena w embrioskopie nie zakłóca optymalnych warunków rozwoju zarodków.

W przypadku hodowli w inkubatorze klasycznym zarodki ocenia się pod mikroskopem raz dziennie w określonych punktach czasowych. Takich ocen nie dokonuje się częściej, ponieważ należy unikać narażania zarodków na zmianę warunków środowiska, w którym się rozwijają. Obserwacja zarodków w embrioskopie w porównaniu do tradycyjnej oceny pod mikroskopem umożliwia zidentyfikowanie dodatkowych nieprawidłowości takich jak m.in. podział wsteczny, a także pozwala na uzupełnienie oceny morfologicznej zarodków o ocenę dynamiki ich podziałów.  To nowoczesne podejście wykorzystujące ocenę poklatkową znacząco zwiększa szansę na wybór zarodka o najwyższym potencjale implantacyjnym. Zastosowanie embrioskopu może zatem przyczynić się do skrócenia czasu oczekiwania na ciążę.

Niskotlenowa hodowla – klucz do sukcesu IVF

Jedną z najlepszych praktyk wykorzystywanych obecnie w laboratoriach embriologicznych jest  stosowanie niskiego tlenu w inkubatorach embriologicznych. W warunkach naturalnych, w żeńskim układzie rozrodczym, poziom tlenu wynosi od 2 do 8%. Stosowanie niskiego tlenu przez cały okres obserwacji zarodków wspiera ich rozwój i odzwierciedla warunki panujące w układzie rozrodczym kobiety. Liczne badania naukowe wskazują na poprawę wskaźników klinicznych w laboratoriach  wykorzystujących inkubatory z obniżonym do ok. 5% stężeniem tlenu w porównaniu ze stężeniem atmosferycznym. Zastosowanie inkubatorów z niskim tlenem jest obecnie standardem w najlepszych ośrodkach leczenia niepłodności.

Nowoczesne metody zapłodnienia in vitro

W nowoczesnych laboratoriach embriologicznych metoda ICSI (ang. intracytoplasmic sperm injection) wyparła klasyczne zapłodnienie cIVF (ang. conventional in vitro fertilization). Wpłynęło to na wzrost skuteczności programu in vitro szczególnie w sytuacji, gdy mamy do czynienia z czynnikiem męskim niepłodności. W ostatnich latach powstały również modyfikacje metody docytoplazmatycznej iniekcji plemnika, takie jak IMSI (ang. intracytoplasmic morphologically selected sperm injection) czy PICSI (ang. physiological ICSI). Czym te techniki różnią się od ICSI? W przypadku ICSI plemnik wybierany jest na podstawie ruchliwości i morfologii. PICSI umożliwia selekcję plemnika na podstawie jego zdolności wiązania się z kwasem hialuronowym, jest to cecha świadcząca o dojrzałości funkcjonalnej i strukturalnej konkretnego plemnika. IMSI zaś to technika, która pozwala na selekcję morfologiczną plemników dzięki zastosowaniu mikroskopu o bardzo dużym powiększeniu x6000.

Stosowanie nowych metod zapłodnienia pozaustrojowego może zatem zwiększać szanse na powodzenie leczenia m.in. u pacjentów z wcześniejszymi niepowodzeniami czy nieprawidłowymi parametrami nasienia.

Zarządzanie jakością w laboratorium IVF

W nowoczesnych laboratoriach embriologicznych kluczową rolę odgrywa kontrola jakości powietrza, która ma na celu zapewnienie optymalnych warunków dla rozwoju zarodków. Zanieczyszczenia, takie jak drobnoustroje, perfumy czy lotne związki organiczne, mogą negatywnie wpływać na żywotność zarodków, dlatego embriolodzy stosują zaawansowane systemy filtracji, w tym filtry HEPA i węglowe, aby skutecznie eliminować szkodliwe zanieczyszczenia i poprawiać jakość powietrza zarówno w laboratorium, jak i w inkubatorach.

Jednak sama kontrola jakości powietrza to nie wszystko, co charakteryzuje nowoczesne laboratoria embriologiczne. Wysokiej klasy urządzenia muszą być wyposażone w dodatkowe systemy, umożliwiające wyeliminowanie czynników zewnętrznych, które mogłyby w sposób negatywny wpłynąć na rozwój zarodków, a tym samym skuteczność programu in vitro. Systemy monitorowania pracy urządzeń oraz systemy alarmowe są niezbędne, aby natychmiast reagować na jakiekolwiek odchylenia od ustalonych parametrów. Równie istotne są systemy zasilania awaryjnego, zapewniające ciągłość pracy urządzeń takich jak m.in. inkubatory, chroniąc tym samym  zarodki i gamety przed uszkodzeniem nawet w przypadku długotrwałych przerw w dostawie prądu.

Kluczowym elementem pracy laboratorium są także systemy monitorowania próbek pacjentów. Zapewnienie jednoznacznej identyfikacji komórek i zarodków jest bowiem najważniejszą rzeczą w naszej praktyce. Monitorowanie zgodności próbek nie tylko eliminuje ryzyko pomyłki, ale także daje Pacjentom poczucie bezpieczeństwa.

Znaczenie składu mediów oraz polityka embriotransferów

Odpowiednie media do hodowli zarodków odgrywają kluczową rolę w sukcesie procedur in vitro. Poznanie zapotrzebowania metabolicznego zarodków umożliwiło opracowanie takiego składu mediów, który wspiera ich rozwój aż do stadium blastocysty. Jeszcze niedawno taka obserwacja była niemożliwa, a zarodki transferowano wcześniej, zwykle w 2. lub 3. dobie po zapłodnieniu.

Dlaczego jest to tak istotne? Dłuższa obserwacja pozwala otrzymać więcej danych i tym samym z dużo większym prawdopodobieństwem można wskazać zarodek z najwyższym potencjałem implantacyjnym. To podejście zrewolucjonizowało politykę embriotransferów. Niegdyś transferowane były 2 lub więcej wczesnych zarodków w porównaniu do jednej blastocysty obecnie. Dziś już wiadomo, że transfer blastocysty, czyli zarodka na bardziej zaawansowanym etapie rozwoju, znacząco poprawia wskaźniki implantacji w porównaniu do transferu wczesnych zarodków. Taka więc strategia nie tylko  zwiększa szanse na sukces, ale również minimalizuje ryzyko ciąży mnogiej, która mogłaby wiązać się z większym zagrożeniem dla zdrowia pacjentki i dziecka.

Podsumowanie

Jednym z najważniejszych aspektów laboratoriów IVF na miarę XXI wieku jest embriolog, który unowocześnia funkcjonowanie laboratorium bazując na najnowszej technologii. Chociaż embriolog nie może bezpośrednio poprawić jakości zarodków, to może stworzyć nowoczesne laboratorium zapewniając jeszcze bardziej optymalne warunki dla ich rozwoju. Innowacyjne rozwiązania, takie jak embrioskopy, inkubatory niskotlenowe, odpowiednie media czy kontrola jakości powietrza, znacząco zwiększają szanse na osiągnięcie upragnionej ciąży.