Впервые запечатлён процесс имплантации человеческого эмбриона в реальном времени
Изображение девятидневного человеческого эмбриона, полученное методом конфокальной микроскопии. Специфические белки и клеточные структуры окрашены: OCT4 (зелёный), связанный с эмбриональными стволовыми клетками; GATA6 (пурпурный), ассоциированный с ранним формированием тканей; DAPI (синий), маркирующий ДНК в ядрах; и фаллоидин (красный), выявляющий актиновый цитоскелет. Масштабная линейка соответствует 100 мкм. Автор: Институт биоинженерии Каталонии (IBEC)
Исследователи из Института биоинженерии Каталонии (IBEC) в сотрудничестве с Университетской больницей Dexeus впервые запечатлели процесс имплантации человеческого эмбриона в реальном времени и в 3D-формате. Работа опубликована в журнале Science Advances.
Неудачная имплантация эмбриона в матку является одной из основных причин бесплодия и составляет 60% случаев спонтанных абортов. До сих пор этот процесс у человека не удавалось наблюдать в реальном времени, а ограниченная доступная информация основывалась на статичных изображениях, сделанных в определённые моменты.
«Мы наблюдали, как человеческие эмбрионы буквально «вбуравливаются» в матку, прилагая значительные усилия. Эти силы необходимы, поскольку эмбрион должен проникнуть в ткань матки и полностью интегрироваться с ней. Это удивительно инвазивный процесс. Хотя известно, что многие женщины испытывают боль в животе и лёгкое кровотечение во время имплантации, сам процесс ранее никогда не наблюдался», — объясняет Самуэль Охоснегрос, ведущий исследователь группы биоинженерии репродуктивного здоровья IBEC и руководитель исследования.
Для успешной имплантации эмбрион выделяет ферменты, разрушающие окружающие ткани. Однако также известно, что для проникновения в более глубокие слои матки требуется механическое усилие. Эта волокнистая ткань насыщена коллагеном — жёстким белком, который также формирует сухожилия и хрящи.
«Эмбрион прокладывает путь через эту структуру и начинает формировать специализированные ткани, которые соединяются с кровеносными сосудами матери для питания», — добавляет Охоснегрос.
Результаты исследования показывают, что человеческие эмбрионы оказывают тяговое воздействие на окружающую среду, изменяя её.
«Мы видим, как эмбрион тянет матрицу матки, перемещая и реорганизуя её. Он также реагирует на внешние механические сигналы. Мы предполагаем, что сокращения матки in vivo могут влиять на имплантацию», — объясняет Амели Годо, исследовательница группы Охоснегроса и соавтор исследования.
Улучшение понимания процесса имплантации может значительно повлиять на показатели фертильности, качество эмбрионов и сроки зачатия при использовании вспомогательных репродуктивных технологий.
Платформа для изучения имплантации в лаборатории
Для проведения исследования команда IBEC разработала платформу, позволяющую имитировать имплантацию эмбриона вне матки в контролируемых условиях. Это даёт возможность проводить флуоресцентную визуализацию в реальном времени и анализировать механическое взаимодействие эмбриона с окружающей средой.
Эксперименты проводились как с человеческими, так и с мышиными эмбрионами для сравнения процессов. В отличие от мышиного эмбриона, который прикрепляется к поверхности матки, человеческий полностью проникает в ткани и начинает расти изнутри наружу.
«Наша платформа позволила количественно оценить динамику имплантации и определить механические силы, задействованные в этом сложном процессе», — заключает Анна Сериола, исследователь IBEC и соавтор работы.
Дополнительная информация: Traction force and mechanosensitivity mediate species-specific implantation patterns in human and mouse embryos, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adr5199
0 комментариев