Primele zile după fertilizare sunt decisive pentru ca o sarcină să se stabilească, dar sunt şi printre cele mai greu de studiat etape ale reproducerii umane. Mulţi embrioni nu reuşesc să se implanteze, iar motivele rămân în mare parte neclare. Un nou model experimental permite, pentru prima dată, observarea directă a acestui proces.
Cercetătorii au reuşit să creeze în laborator un model artificial funcţional al mucoasei uterine umane, care permite studierea etapelor foarte timpurii ale sarcinii şi a mecanismelor care pot duce la eşecul implantării sau la complicaţii ale sarcinii.
În cadrul experimentelor, embrioni umani aflaţi în stadii foarte timpurii, donaţi de cupluri după proceduri de fertilizare in vitro, s-au implantat cu succes în acest ţesut artificial.
După implantare, embrionii au început să secrete substanţe-cheie asociate sarcinii, inclusiv hormonul gonadotropină corionică umană (hCG), un hormon natural produs de placentă în timpul sarcinii - markerul biochimic detectat de testele de sarcină.
Acest lucru le-a permis cercetătorilor să observe ce substanţe eliberează embrionul şi mucoasa uterină şi cum îşi „răspund” reciproc prin semnale chimice chiar în timpul implantării, atunci când embrionul se prinde de mucoasă şi începe să primească suportul necesar pentru primele săptămâni de dezvoltare.
Implantarea are loc la aproximativ o săptămână după fertilizare, atunci când embrionul se prinde de peretele uterin şi pătrunde în mucoasa acestuia. Deşi este o etapă decisivă pentru evoluţia sarcinii, procesul este dificil de studiat, deoarece nu poate fi observat direct. O mare parte din datele existente provin din analize realizate pe probe obţinute în urmă cu mai bine de jumătate de secol.
Pentru a construi mucoasa uterină artificială, cercetătorii au folosit ţesut uterin provenit de la femei sănătoase care au donat probe de biopsie. Din acest material au fost izolate două tipuri de celule: celule stromale, care oferă suport structural mucoasei, şi celule epiteliale, care formează stratul de suprafaţă. Celulele stromale au fost încorporate într-un hidrogel biodegradabil, peste care a fost aplicat stratul de celule epiteliale.
Modelul a fost testat cu embrioni umani obţinuţi prin fertilizare in vitro.
Potrivit rezultatelor publicate marţi în revista Cell, embrionii s-au prins şi s-au implantat în structura creată, iar ulterior au crescut nivelul de secreţie al hCG şi al altor compuşi asociaţi sarcinii. Tehnica a permis monitorizarea dezvoltării embrionilor timp de până la 14 zile după fertilizare, limita legală pentru cercetarea pe embrioni umani.
În acest interval, embrionii au format tipuri celulare specializate, inclusiv celule implicate în dezvoltarea placentei.
Cercetătorii au analizat zonele exacte în care embrionii s-au implantat şi au identificat semnalele moleculare schimbate între embrion şi mucoasa uterină, semnale considerate esenţiale pentru iniţierea şi menţinerea unei sarcini normale.
Echipa de cercetare intenţionează să folosească acest model pentru a înţelege de ce o mare parte dintre embrioni nu reuşesc să se implanteze.
Potrivit autorilor, aproximativ jumătate dintre embrioni eşuează în această etapă, fără ca motivele să fie cunoscute. Clarificarea acestor mecanisme ar putea contribui la îmbunătăţirea ratelor de succes ale procedurilor de fertilizare in vitro (FIV).
Experimente suplimentare vor viza etapele de după implantare, când începe formarea placentei, o perioadă asociată cu apariţia multor complicaţii grave ale sarcinii.
În cadrul studiului, cercetătorii au folosit o substanţă care a întrerupt un anumit „mesaj” chimic transmis între embrion şi mucoasa uterină. După blocarea acestui semnal, au apărut defecte severe în ţesutul care urma să formeze placenta, ceea ce arată că modelul poate fi folosit pentru a testa ce se întâmplă atunci când comunicarea moleculară dintre embrion şi mucoasa uterină este dereglată.
Într-un studiu separat, publicat în aceeaşi revistă, o echipă de cercetători din China a creat un model similar de mucoasă uterină şi a identificat medicamente care ar putea îmbunătăţi rata de implantare a embrionilor la pacientele cu eşec repetat de implantare, o situaţie în care embrioni de bună calitate nu reuşesc să ducă la apariţia unei sarcini.
Datele vin într-un context în care ratele de implantare în reproducerea asistată au rămas scăzute de-a lungul ultimelor decenii.
Specialiştii subliniază că etapele timpurii ale implantării şi dezvoltării placentei sunt decisive pentru evoluţia sarcinii, dar rămân insuficient cunoscute. Noul model experimental oferă o platformă pentru explorarea acestor procese şi pentru testarea unor posibile intervenţii menite să crească şansele de implantare.
Studiul a fost realizat de cercetători de la Babraham Institute din cadrul Universităţii Cambridge din Marea Britanie.
