1. סקירה כללית
צוות המחקר גילה כי כלי זכוכית המשמשים לתמרון ותרבות ביציות מופרות בתחומי טכנולוגיית הרבייה המסייעת (ART), חקלאות בעלי חיים ומחקר בסיסי מכיל חומרים רעילים המפריעים להתפתחות ביציות מופרות (עוברים). הצוות גם זיהה את החומר הרעיל כאבץ, ופיתח שיטה להתנגד אליו על ידי ניתוח מקרוב להשפעותיו על ביציות עכבר, פרה וביצים מופרות אנושיות. תוצאות מחקר זה מראות כי הגורם הלא ידוע לתוצאות מופחתות של IVF עשויה לנבוע מהרעילות של כלי הזכוכית. יש לקוות כי הדבר יוביל לפיתוח שיטות IVF בטוחות ויעילות יותר בעתיד. החוקרים שהשתתפו במחקר זה כוללים: קזו ימגאטה (פרופסור, בית ספר לתארים מתקדמים למדע וטכנולוגיה מכוונת ביולוגיה, אוניברסיטת סינטיאי), טאטסומה יאו (חוקר בכיר, מרכז מחקר ופיתוח, Fuso Pharmaceutical Industries, Ltd. ביו -מקרים ואינפורמטיקה, אוניברסיטת קייו), מיקיקו טוקורו (חוקר, מכון אסאדה לרפואת רבייה, מרפאת נשות אסאדה), סאטושי סוגימורה (פרופסור, המחלקה לייצור ביולוגי, אוניברסיטת טוקיו לחקלאות וטכנולוגיה), וטקויה יממוטו (פרופסור, המכון לחקר מתקדמים).
2. נקודות מפתח
・ גילה שכמה כלי זכוכית השתמשו ב בַּמַבחֵנָה הפריה (IVF) מעכבת התפתחות של ביציות מופרות.
・ זיהה כי החומר הרעיל המעכב התפתחות של ביציות מופרות היה "אבץ" התחמק מכלי זכוכית.
・ ממצאי מחקר זה מובילים להתפתחות של בטוח ויעיל יותר בַּמַבחֵנָה שיטות הפריה (IVF).
3. רקע מחקר
בתחום טכנולוגיית הרבייה המסייעת (ART), חקלאות בעלי חיים, מחקר בסיסי אקדמי, הפריה חוץ -גופית (IVF) מבוצעים בהם ביציות וזרע מוסרות מהגוף, מופרות ומפותחות במדיום תרבות, ואז מועברים הביציות המופרות לרחם. כמעט 50 השנים שחלפו מאז נולד התינוק הראשון של IVF בשנת 1978, נערכו התפתחויות טכנולוגיות רבות בשיטות הפריה, בתקשורת תרבותית ואזורים אחרים לשיפור קצב ההתפתחות של ביציות מופרות ושיעורי הריון. כתוצאה מהתפתחויות טכנולוגיות אלה, שיעור הילודה באמנות עלה משמעותית מכ -5% בשנת 1980 לכ -30% כיום. על מנת להגדיל עוד יותר את שיעור הילודה, יש לשפר את הסביבה בה עוברים עוברים. מכשירי זכוכית רבים משמשים בפעולות IVF. לדוגמה, מנות תחתון זכוכית, שיש להן תחתית זכוכית דקה המאפשרת התבוננות ברזולוציה גבוהה על העוברים, משמשים כמנות תרבות. פילטרים המכילים סיבי זכוכית משמשים להסרת זיהומים וחיידקים ממדיום התרבות, ופיפטות זכוכית דקות משמשות גם לתמרון העובר. בנוסף לאלה, מיקרופיפטים המשמשים בהליכי הזרקת זרע intracytoplasmic (ICSI) וכמה מכולות למדיום תרבות עשויות גם מזכוכית.
במחקרים קודמים, הצוות פיתח טכניקת הדמיה של תאים חיים כדי להתבונן ברציפות בתהליך ההתפתחותי של עוברים לאורך תקופה ארוכה. טכניקה זו מאפשרת להשתמש בכמויות גדולות של נתוני תמונה כדי לאתר באופן מספרי הבדלים עדינים בפיתוח העובר. במהלך הניסויים, הצוות הבחין כי במקרים מסוימים, שיעור פיתוח העובר יורד במפתיע, אף על פי שתנאי ניסוי מרובים נשמרו עקביים. לאחר חקירת הסיבה לכך, הצוות מצא כי הירידות נגרמו על ידי המנות התחתונות של הזכוכית המשמשות לתרבות, והחל את מחקריהן על סמך ההשערה כי ציוד מעבדה, במיוחד כלי זכוכית, עשוי להכיל רעילות כלשהי שמעכבת את התפתחות העוברים.
4. תוכן
צוות המחקר גילה כי חלק מכלי הזכוכית הדליפו חומרים רעילים שעכבו את התפתחות העוברים, ולאחר ניתוח החומרים, הצוות מצא כי החומר הרעיל הוא אבץ. אבץ גרם להתפתחות מעוכבת בעוברים של עכברים, הפרדה כרומוזומית לא תקינה, ציטוקינזיס לא תקין והפעלת גנים זיגוטיים לא תקינים, והפחיתה משמעותית את היווצרות הבלסטוציסטים.
עוברים שנחשפו לאבץ לאחר ההשתלה היו קשורים לשיעורי לידה דומים לעוברים שעובדו ללא אבץ, אולם משקל הלידה עלה בממוצע של 18%. יתר על כן, חשיפה לאבץ השפיעה על התפתחות של עוברים שור ואנוש, עם שונות מבוססת מינים בחוזק ההשפעות הללו. כתוצאה מחקירת דרכים להפחתת ההשפעות העוברות של אבץ, גילה צוות המחקר: שיעור התפתחות העובר ושיעור הילודה אינם יורדים במדיום התרבות שהגיע במגע עם זכוכית, על ידי הוספת סוכן צ'לטציה EDTA (אתילנדיאינט -אטראטטית) למדיום התרבות בזמן המתאים וריכוז, או על ידי ניקוי יסודי של כלי הכשרה לפני כן. מחקר זה מדגיש את החשיבות של ניהול מדוקדק של הציוד המשמש בתרבות העוברים, וגם צפוי להוביל לפיתוח שיטות הפריה חוץ גופית בטוחה ויעילה יותר.
