Исследователи из Университета Иллинойса разработали способ получения трехмерных изображений живых эмбрионов крупного рогатого скота, который может помочь определить жизнеспособность эмбрионов перед экстракорпоральным оплодотворением у людей.
Бесплодие может быть разрушительным для тех, кто хочет детей. Многие обращаются за лечением, и стоимость одного цикла ЭКО может составлять 20 000 долларов, поэтому желательно добиться успеха за как можно меньше попыток. Передовые знания о здоровье эмбрионов могут помочь врачам выбрать те из них, которые с наибольшей вероятностью приведут к успешной беременности.
Новый метод, опубликованный в журнале Nature Communications, объединил профессора электротехники и компьютерной инженерии Габриэля Попеску и профессора зоотехники Мэтью Уиллера в совместном проекте Института передовых наук и технологий Бекмана в Университете I..
Названный градиентной световой интерференционной микроскопией, этот метод решает проблему, с которой другие методы сталкивались, - визуализацию толстых многоклеточных образцов.
Во многих формах традиционной биомедицинской микроскопии свет проходит через очень тонкие срезы ткани для получения изображения. Другие методы используют химические или физические маркеры, которые позволяют оператору найти конкретный объект, который он ищет, в толстом образце, но эти маркеры могут быть токсичными для живых тканей, сказал Попеску.
«При просмотре толстых образцов другими методами ваше изображение становится размытым из-за того, что свет отражается от всех поверхностей в образце», - сказал аспирант Михаил Кандель, соавтор исследования. «Это как смотреть в облако».
GLIM может глубоко проникать в толстые образцы, контролируя длину пути, по которому свет проходит через образец. Этот метод позволяет исследователям создавать изображения с разных глубин, которые затем объединяются в одно трехмерное изображение.
Чтобы продемонстрировать новый метод, группа Попеску объединила усилия с Уилером и его командой для исследования эмбрионов коров.
«Один из святых граалей эмбриологии - найти способ определить, какие эмбрионы наиболее жизнеспособны», - сказал Уилер. «Наличие неинвазивного способа корреляции с жизнеспособностью эмбриона является ключевым; до GLIM мы полагались на обоснованные предположения».
Эти обоснованные догадки делаются путем изучения таких факторов, как цвет жидкостей внутри эмбриональных клеток и время развития, среди прочего, но универсального маркера для определения здоровья эмбриона не существует, сказал Уилер.
«Этот метод позволяет нам увидеть всю картину целиком, как трехмерную модель всего эмбриона за один раз», - сказал Тан Нгуен, другой соавтор исследования.
Выбор самого здорового эмбриона - это еще не конец истории. «Конечным тестом будет доказательство того, что мы выбрали здоровый эмбрион и что из него развился живой теленок», - сказал Марчелло Рубесса, исследователь с докторской степенью и соавтор исследования..
«Иллинойс проводит исследования in vitro на коровах с 1950-х годов», - сказал Уилер. «Наличие ресурсов, предоставленных благодаря исследованиям Габриэля, и других ресурсов Института Бекмана оказалось сценарием идеального шторма».
Команда надеется применить технологию GLIM для исследования и лечения бесплодия человека, а также для ряда различных типов исследований тканей. Попеску планирует продолжить сотрудничество с другими биомедицинскими исследователями и уже добился успеха в изучении толстых образцов мозговой ткани морских обитателей для исследований в области нейробиологии.