211service.com
Sådan forudsiger du succes for IVF
Valget af embryoner til in vitro fertilisering (IVF) er behæftet med usikkerhed. Processen har kun en succesrate på 35 procent, og overførsel af mere end ét embryo for at øge chancerne for vellykket implantation øger en kvindes chancer for at få flere fødsler eller kræve en selektiv abort.
Ægsporing: Øverst er time-lapse-billeder af et enkelt embryo, og nederst er de overlejrede sporingsresultater produceret ved hjælp af billedanalysesoftware udviklet ved Stanford University.
Ved at analysere time-lapse-videoer af befrugtede æg, mens de udvikler sig, har et team af forskere fra Stanford University School of Medicine identificeret tre specifikke milepæle, som æg skal nå for at danne en blastocyst, en kritisk fase. Holdet skabte en algoritme til at overvåge embryonernes fremskridt og siger, at denne algoritme kan forudsige, hvilken der vil udvikle sig til en blastocyst, og hvilken der vil dø med 93 procent sikkerhed. Teknikken kunne bruges til at forbedre beslutningstagningen i klinikken, som i øjeblikket er afhængig af subjektiv vurdering af et embryos kvalitet.
Af ukendte årsager har menneskelige embryoner en særlig høj fejlrate, og mellem halvdelen og mere end to tredjedele af IVF-embryonerne når ikke blastocyststadiet. I øjeblikket vælges embryoner normalt ud fra deres visuelle udseende, som kontrolleres på bestemte punkter i deres udvikling. Renee Reijo Pera , fra Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine i Stanford, og hovedforfatter af det nye værk, som er offentliggjort i Natur bioteknologi, siger, at selvom visuelle signaler bruges til at evaluere embryoner i klinikken, var der en mangel på billeddata om det fuldstændige forløb af deres fremskridt.
For bedre at forstå, hvordan embryoner ser ud over tid, studerede hendes team et sæt af 242 encellede embryoner, der var blevet frosset 12 til 18 timer efter befrugtning. Embryoer fryses nu sædvanligvis ned, efter at de har haft en chance for at udvikle sig i tre til fem dage; optøning og observation af embryoner, mens de stadig var i den encellede fase, gjorde det muligt for forskerne at spore deres fremskridt fra de tidligste udviklingsstadier.
Holdet tog time-lapse-billeder af cellerne ved hjælp af mørkfeltsmikroskopi, en teknik, der er nyttig til billeddannelse af levende celler. Første forfatter Connie Wong ledede en analyse af billederne for at identificere visuelle parametre, der svarede til overlevelse og vellykket dannelse af en blastocyst på dag fem. Ud af 10 undersøgte parametre fandt forskerne, at tre af dem var afgørende for succes. Alle af dem relateret til timing: det sidste trin af celledeling, hvor cellen fysisk adskilles i to; intervallet mellem den første og anden celledelingscyklus; og intervallet mellem anden og tredje celledeling.
Kevin Loewke, en postdoc nu ved Auxogyn i Menlo Park, Californien, udviklede en metode til automatisk at måle de tre parametre ved hjælp af en billedanalysealgoritme. Loewke siger, at udfordringen med at spore cellernes fremskridt er at konvertere todimensionelle mikroskopiske billeder til information om den tredimensionelle struktur af embryoet, især da flere celler kan blokere hinanden fra synet. Hans løsning var at skabe en forudsigelig model af hver celle i embryonet og bruge modellen til at bestemme tidspunktet for hver milepæl. Algoritmen er blevet licenseret af Auxogen, som planlægger at udvikle et produkt, der vil bruge metoden til at bestemme embryones levedygtighed.
Alle parametrene opdaget af holdet fandt sted før dag to af embryonets udvikling. Mange klinikker dyrker embryonet, indtil det når blastocyststadiet på dag fem, men nogle forskere mener, at det at bruge for lang tid i kulturen kan øge risikoen for ændret genekspression hos spædbarnet. Fordelen er, at hvis du kan forudsige blastocystdannelse på dag to, kan du få det ud af det kunstige miljø hurtigere, siger Marcelle Cedars , direktør for afdelingen for reproduktiv endokrinologi og infertilitet ved University of California, San Francisco, som ikke var involveret i undersøgelsen.
Men Cedars siger, at selv hos de yngste patienter vil 50 procent af de embryoner, der når frem til blastocyststadiet, ikke implanteres. Spørgsmålet er, om forudsigelse af udviklingen til en blastocyst også vil forudsige en vellykket implantation. Det er halvvejs, men det fortæller dig ikke, om det her bliver til en baby, siger hun. Andre metoder til screening af embryoner omfatter genetisk analyse af en biopsi eller måling af molekylære faktorer i kulturmediet, der omgiver embryoerne. Cedars siger, at ingen af disse hidtil har vist sig succesrige med at øge graviditetsraterne.
Som en del af deres undersøgelse analyserede Stanford-forskerne også genekspression i cellerne på forskellige stadier af embryonal udvikling. De parametre, de opdagede, opstod alle på et tidspunkt, hvor embryonerne endnu ikke havde aktiveret deres egne gener og var afhængige af genetisk instruktion fra ægget. Cedars siger, at dette fund forstærker ideen om, at den største drivkraft for at have en god embyro er ægget.
Forskerne opdagede også, at cellerne i embryoet på disse tidlige udviklingsstadier virker autonomt og udtrykker gener på forskellige tidspunkter. Denne mangel på koordinering kunne være med til at forklare, hvorfor nogle embryoner klarer sig så dårligt.