Кіріспе
Сүтқоректілердің эмбрионалды дамуының шамамен 5-күнінде қалыптасатын құрылым – бластоцист. Бластоцист – сүтқоректілердің эмбрионалды дамуының ерте кезеңінде пайда болатын құрылым. Онда ішкі жасушалық масса (ICM), сондай-ақ эмбриобласт деп белгілі, болатын, ол кейіннен эмбрионға айналады, және трофобласт жасушаларының сыртқы қабаты – трофектодерм болады. Бұл қабат ішкі жасушалық массаны және бластоцель деп аталатын сұйықтыққа толы қуысты қоршап тұрады. Бластоцистің кейінгі кезеңдерінде трофектодерм трофобласт деп аталады. "Бластоцист" атауы грек тіліндегі βλαστός (blastós – "өскін") және κύστις (kýstis – "қап, капсула") сөздерінен шыққан. Сүтқоректі емес жануарларда бұл құрылым дифференциацияланбаған жасушалардың шар тәрізді жиынтығынан тұрады және бластула деп аталады. Адамда бластоцист түзілуі ұрықтанғаннан кейін шамамен бес күн өткен соң басталады, осы кезде 16 жасушадан тұратын моруланың ішінде сұйықтыққа толы қуыс пайда болады. Бластоцистің диаметрі шамамен 0,1–0,2 мм-ге жетеді және ол тез бөліну (жасушалардың бөлінуі) нәтижесінде 200–300 жасушадан (32 митоздық бөлінуден) тұрады. Ұрықтанғаннан кейін шамамен жеті күн өткен соң бластоцист имплантацияланады, яғни жатыр қабырғасының эндометрийіне еніп, гаструляция сияқты одан әрі даму процестеріне түседі. Бластоцистің эндометрийге енуі үшін ол зона пеллюцидадан шығуы керек, бұл жұмыртқа қабығы жатын түтігіне жабысуын болдырмайды, ал эмбрион жатырға қарай жылжып бара жатады. In vitro ұрықтану (IVF) кезінде бластоцистті пайдалану ұрықтанған жұмыртқаны бес күн бойы өсіруді және содан кейін оны жатырға салуды қамтиды. Бұл дәстүрлі IVF-ке қарағанда тиімдірек әдіс болуы мүмкін. Бластоцисттің ішкі жасушалық массасы эмбриондық сабақты жасушалардың көзі болып табылады, олар жасушаларды жөндеу, алмастыру және жаңарту сияқты сабақты жасушалар терапиясында кеңінен қолданылады. Зона пеллюциданың жарылуына көмектесу IVF және басқа да фертильділік емдерінде де қолданылуы мүмкін.
The blastocyst is a structure formed in the early embryonic development of mammals. It possesses an inner cell mass (ICM) also known as the embryoblast which subsequently forms the embryo, and an outer layer of trophoblast cells called the trophectoderm. This layer surrounds the inner cell mass and a fluid filled cavity known as the blastocoel. In the late blastocyst, the trophectoderm is known as the trophoblast. The name "blastocyst" arises from the Greek βλαστός blastós ("a sprout") and κύστις kýstis ("bladder, capsule"). In non mammalian animals, this is a structure consisting of an undifferentiated ball of cells and is called a blastula. In humans, blastocyst formation begins about five days after fertilization when a fluid filled cavity opens up in the morula, the early embryonic stage of a ball of 16 cells. The blastocyst has a diameter of about 0.1–0.2 mm and comprises 200–300 cells (32 mitotic divisions) following rapid cleavage (cell division). About seven days after fertilization, the blastocyst undergoes implantation, embedding into the endometrium of the uterine wall where it will undergo further developmental processes, including gastrulation. Embedding of the blastocyst into the endometrium requires that it hatches from the zona pellucida, the egg coat that prevents adherence to the fallopian tube as the pre embryo makes its way to the uterus. The use of blastocysts in in vitro fertilization (IVF) involves culturing a fertilized egg for five days before transferring it into the uterus. It can be a more viable method of fertility treatment than traditional IVF. The inner cell mass of blastocysts is the source of embryonic stem cells, which are broadly applicable in stem cell therapies including cell repair, replacement and regeneration. Assisted zona hatching may also be used in IVF, and other fertility treatments.
Даму циклі
Бластоцист сатысы ұрықтанудан кейін 5-9 күн аралығында пайда болады. Эмбриональды даму кезінде, ұрықтанғаннан кейін (адамда шамамен 5-6 күн) морула жасушалары жасушалық дифференциацияға түседі және морула бластоцистке айналады. Жатырда бластоцисті қоршап тұрған зона пеллюцида бұзылады, бұл оның жатыр қабырғасына енуіне (имплантациялануына) мүмкіндік береді. Ену (имплантация) эмбриогенездің бастапқы кезеңінің аяқталуын және жүктіліктің басталуын көрсетеді.
Бластоцистердің пайда болуы
Зигота митоз арқылы дамиды, және 8-16 жасушадан тұратын тығыз шарға айналғанда морула деп аталады. Дамудың осы кезеңіне дейін барлық жасушалар (бластомерлер) автономды болып табылады және кез келген нақты кейінгі функционалдық дамуға белгіленбеген. Содан кейін морула кавитация арқылы бластоцистке, ал көптеген басқа жануарларда бластулаға айналады. Жасушалық дифференциация морула жасушаларын екі типке бөледі: бластоцельді қоршап тұратын трофобласт жасушалары және ішкі жасуша массасы (эмбриобласт). Ішкі жасуша массасы эмбрионалдық дің жасушаларынан тұрады. Осы кезде концепт бластоцист деп аталады. Жасушалық дифференциация басталмас бұрын, Oct 4 және nanog деген екі транскрипция факторы бар, олар барлық жасушаларда біркелкі экспрессияланады, бірақ трофобласт қалыптасқаннан кейін бұл екі транскрипция фактордың да әрекеті тоқтатылады. Бластоцистің ішкі жасуша массасы қалыптасатын жағы эмбрионалды полюс деп аталады, ал қарсы жағы – аэмбрионалды полюс. Трофобласт жасушаларының сыртқы қабаты тығыздалу нәтижесінде натрий иондарын бластоцистке сорып алады, бұл осмос арқылы судың ішке енуіне және ішкі сұйықтыққа толы бластоцист қуысын (бластоцель) қалыптастыруға себеп болады. Бластоцель, трофобласт жасушалары және ішкі жасуша массасы – бластоцистің ерекше белгілері.
Имплантация
Имплантация алғашқы адам эмбрионының тіршілік етуі мен дамуы үшін маңызды. Ол ана мен ерте эмбрион арасындағы байланысты орнатады, ол жүктіліктің соңына дейін жалғасады. Имплантация бластоцист пен эндометрий қабырғасының құрылымдық өзгерістері арқасында мүмкін болады. Бластоцисті қоршаған zona pellucida-ның жарылуы, қабықтан шығу деп аталады. Бұл эмбрионалды массаның физикалық мөлшеріне шектеу қоймайды және бластоцистің сыртқы жасушаларын жатырдың ішкі кеңістігіне ашады. Сонымен қатар, ана гормондарының өзгеруі, әсіресе лютеинизациялық гормонның (ЛГ) деңгейінің жоғарылауы, эндометрийді бластоцисті қабылдауға және оны қоршауға дайындайды. Иммундық жүйе де шетелдік эмбрионалды жасушалардың енуіне рұқсат ету үшін өзгертіледі. Эндометрийдің жасушадан тыс матрицасына бекітілгеннен кейін, трофобласт жасушалары ферменттер мен басқа факторларды бөліп, бластоцисті жатыр қабырғасына енгізеді. Бөлінген ферменттер эндометрий қабығын ыдыратады, ал адам хориондық гонадотропині (hCG) және инсулинге ұқсас өсу факторы (IGF) сияқты автокриндік өсу факторлары бластоцистің эндометрийге одан әрі енуіне мүмкіндік береді. Жатыр қабырғасына имплантация келесі эмбриогенез кезеңіне – гаструляцияға жол ашады, ол трофобласт жасушаларынан плацентаны қалыптастыруды және ішкі жасуша массасының амнион қабығы мен эпибластқа дифференциациялануын қамтиды.
Ұяшықтың сипаттамасы
Трофобласт, эпибласт және примитивті эндодерманы құру үшін бластоциста жасушалық тектің ерекшелігін бірнеше процесс басқарады. Бұл процестерге ген экспрессиясы, жасушалық сигнализация, жасушалар аралық байланыс және орналасу қатынастары, эпигенетика жатады. Бластоциста ішкі жасуша массасы қалыптасқаннан кейін, ол эпибласт және примитивті эндодермаға одан әрі ерекшеленуге дайын болады. Бұл ерекшелендіру процесі, жасуша тағдырын анықтау деп аталады, жасуша геномдарын өзгерту үшін MAP киназа жолын тудыратын фибробласт өсу факторы (FGF) сигнализациясы арқылы іске асырылады. Бластомерлердің трофектодермаға және ішкі жасуша массасына одан әрі бөлінуін гомеодоменді белок Cdx2 реттейді. Бұл транскрипция факторы трофобласта Oct4 және Nanog транскрипция факторларының экспрессиясын басады. Бұл геномдық өзгерістер гаструляцияға дейінгі бластоцист даму кезеңінің соңында эпибласт пен примитивті эндодерма тегінің прогрессивті ерекшеленуіне мүмкіндік береді. Бұл ерте эмбрионалды кезеңдер бойынша жүргізілген зерттеулердің көп бөлігі тышқан эмбриондарында жүргізілген, ал сүтқоректілер арасында нақты факторлар өзгеше болуы мүмкін. Имплантация кезінде трофобласттан эмбрионнан тыс мембраналар мен жасуша түрлері пайда болады, олар ақырында ұрықтың плацентасының көп бөлігін құрайды, эмбрионға аналық қоректік заттарды келесі экспоненциалды өсу үшін қажетті мөлшерде алуға мүмкіндік береді. Трофобласттың ерекшелігі жасушалық полярлықтан туындайтын морфологиялық сигналдардың комбинациясымен, мысалы, Hippo және Notch сияқты сигнализация жолдарының ерекше белсенділігімен және CDX2 сияқты тектік спецификаторлардың сыртқы жасушалармен шектелуімен бақыланады. Тышқанда, бастапқы герм жасушалары эпибласт жасушаларынан ерекшеленеді, бұл процесс геномдық эпигенетикалық қайта бағдарламалаумен бірге жүреді. Қайта бағдарламалау жаһандық ДНК деметилденуін және хроматин қайта ұйымдастырылуын қамтиды, нәтижесінде жасушалық тотипотенция пайда болады. Трофобластар өздерінің жасушалық беттерінде интегралды экспресс жасайды, бұл жатыр қабырғасының клеткадан тыс матрицасына жабысуына мүмкіндік береді. Бұл өзара әрекеттесу имплантацияға мүмкіндік береді және бластоцисті гаструляцияға дайындау үшін үш түрлі жасуша түріне қосымша ерекшелендіруді іске қосады.
Жүктілік тестілері
Имплантация кезінде бластоцист бөлетін адам хориондық гонадотропині (hCG) деңгейі жүктілік тестісінде өлшенетін фактор болып табылады. hCG әйелдің жүкті екенін анықтау үшін қан мен зәрде де өлшенуі мүмкін. Көп жүктілік болғанда көбірек hCG бөлінеді. hCG қан тестілері патологиялық жүктілікті тексеру үшін де қолданылады.
ЭКО әдісімен ұрықтандыру
Ин витро ұрықтандыру (IVF) – жұмыртқаны сперматозоидпен ұрықтандыру және осы ұрықты әйелдің жатырына имплантациялаудың дәстүрлі ин виво ұрықтандыруға альтернативасы болып табылады. Көп жылдар бойы ұрық ұрықтанғаннан кейін екі-үш күн өткен соң жатырға енгізілді. Алайда, дамудың осы кезеңінде қай эмбриондардың жақсы дамитынын болжау өте қиын болды, сондықтан көбінесе бірнеше эмбрион имплантацияланды. Бірнеше эмбрион имплантациялау дамитын ұрықтың мүмкіндігін арттырғанымен, сонымен қатар көптеген ұрықтардың дамуына да алып келді. Бұл ЭКО-да эмбриондарды қолданудың маңызды мәселесі және кемшілігі болды. Адамдардағы ЭКО үшін бластоцистерді қолдану сәтті нәтиже берді. Бластоцист жұмыртқалар ұрықтанғаннан кейін бес-алты күннен кейін имплантацияланады. Бес-алты күннен кейін қай эмбриондардың сау және тірі тууға әкелетінін анықтау әлдеқайда оңай. Қай эмбриондардың сәтті дамитынын білгенде, бір ғана бластоцисті имплантациялауға болады, бұл көп туудың денсаулыққа қаупін және шығындарын күрт азайтады. Эмбриондық және бластоцисттік даму үшін қажетті қоректік заттар анықталғаннан кейін, эмбриондарға оларды бластоцист фазасына дейін қолдау үшін қажетті қоректік заттарды беру әлдеқайда оңай. Ин витро ұрықтандырудан кейін эмбрионды ауыстыру – бұл катетерді қынапқа енгізу, ультрадыбыс көмегімен жатыр мойны арқылы бағыттап, жатыр қуысына енгізіп, онда бластоцистерді жатырға имплантациялау процедурасы. Бластоцистердің тағы бір артықшылығы бар, олардың жасушаларын генетикалық проблемаларды тексеру үшін генетикалық сынақтан өткізуге болады. Бластоцисте жеткілікті жасушалар бар, сондықтан дамитын бластоциске зиян келтірмей, бірнеше трофектодерма жасушаларын алып тастауға болады. Бұл жасушаларды преимплантациялық генетикалық скрининг (ПГС) немесе кістік фиброз сияқты нақты жағдайларды анықтау үшін хромосомалық анеуплоидияға тексеруге болады, бұл көбінесе преимплантациялық генетикалық диагностика (ПГД) деп аталады.
Эмбриондарды ауыстыру процесі
Алғашқы УЗИден кейін жүзеге асырылатын эмбрион ауыстыру процедурасында, қынап қабырғаларын ашу үшін спекулум қолданылады, және катетер арқылы эмбрионды жатырға орналастыру үшін түтікке жіберіледі.