Очистка ооцитов с помощью вибрации упрощает процедуру ЭКО

Вспомогательные репродуктивные технологии (ВРТ), такие как экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) и ИКСИ, стали ключевыми инструментами в лечении бесплодия, однако они требуют сложных манипуляций с яйцеклетками. Важный этап этих процедур — удаление клеток кумулюса, окружающих ооцит. Это нужно для оценки зрелости клетки, проведения ИКСИ и предотвращения загрязнения при генетическом анализе. Сейчас для очистки используется фермент гиалуронидаза и ручное пипетирование, что делает процесс трудоемким, а результат — зависящим от опыта эмбриолога.

Исследователи из США предложили альтернативный подход: использование одноразового чипа с массивом микростолбиков, где разделение клеток достигается за счет индуцированного вибрацией потока (vibration-induced flow, VIF). Идея заключается в том, что при вибрации вокруг микростолбиков формируются локальные вихревые потоки жидкости, которые смывают мелкие клетки кумулюса в кольцевой коллектор и оставляют крупный ооцит в загрузочной камере. Это дает возможность для стандартизации и автоматизации процесса. В тестах на микрочастицах система показала 99% эффективность очистки камеры менее чем за 20 секунд и четкое разделение частиц разных размеров (13 и 80 мкм в диаметре).

Затем платформу применили для удаления клеток кумулюса у мышиных ооцитов. Добавление гиалуронидазы облегчало процесс, а вибрации позволяли мягко стряхнуть кумулюсные клетки. Оптимизация параметров показала, что при концентрации гиалуронидазы 15,25 ME/мл и амплитуде 1,5 Vpp (Volt peak-to-peak) процесс проходит максимально быстро и безопасно. При высоких концентрациях фермента наблюдалось увеличение перивителлинового пространства, что могло указывать на клеточный стресс, поэтому для сохранности клеток были выбраны щадящие условия.

Интересно, что криоконсервированные кумулюс-ооцитарные комплексы очищались быстрее, чем свежие, из-за деградации внеклеточного матрикса после замораживания. Авторы также продемонстрировали возможность обработки сразу целой партии — до 23 ооцитов одновременно, что значительно превышает производительность традиционного ручного метода, где эмбриолог работает с каждой клеткой по отдельности.

Наконец, для проверки безопасности платформы авторы сравнили эффективность оплодотворения и развития эмбрионов после ЭКО при двух методах — ручном пипетировании и VIF. В обеих группах частота оплодотворения (90,7% против 93,1%) и выход бластоцист (50,0% против 43,1%) статистически не различались. Также не выявлено увеличения частоты аномального дробления или фрагментации эмбрионов.

Таким образом, исследователи продемонстрировали, что индуцированный вибрацией поток на одноразовом открытом чипе позволяет быстро, безопасно и массово удалять клетки кумулюса с ооцитов. Метод оказался таким же надежным, как и ручное пипетирование, но при этом он проще, его можно стандартизировть, что позволяет снизить зависимость от квалификации эмбриолога. Такая технология может значительно упростить работу эмбриологических лабораторий, сделать ВРТ более воспроизводимыми и доступными, а в будущем найти применение и для других задач — например, в изоляции клеток при онкологических исследованиях.

После месяца в космосе у «сердец на чипе» развилась аритмия