Δρ Ιωάννης Σφοντούρης
Διευθυντής Εργαστηρίου Εμβρυολογίας IVF Μητέρα & Υγεία IVF Athens
Τα τελευταία χρόνια στο χώρο της εξωσωματικής γονιμοποίησης έχουν προστεθεί αρκετές τεχνολογικές εφαρμογές, οι οποίες αποσκοπούν στην αύξηση της αποτελεσματικότητας της θεραπείας, και κατ’ επέκταση στην αύξηση της πιθανότητας εγκυμοσύνης.
Η τεχνολογία time–lapse μπορεί να χαρακτηριστεί ως η σημαντικότερη τεχνολογική εξέλιξη με εφαρμογή στην εξωσωματική γονιμοποίηση την τελευταία δεκαετία. Προσφέρει πολλαπλά οφέλη και χρήσιμες πληροφορίες στους Κλινικούς Εμβρυολόγους, τόσο στην καλλιέργεια των εμβρύων, όσο και στην επιλογή των καλύτερων εμβρύων για εμβρυομεταφορά.
Η ανάπτυξη των εμβρύων στο εργαστήριο
Σε έναν τυπικό κύκλο εξωσωματικής γονιμοποίησης, τα ωάρια που συλλέγονται στην ωοληψία γονιμοποιούνται από τα σπερματοζωάρια (του συζύγου/συντρόφου ή τρίτου δότη). Τα έμβρυα που προκύπτουν από την ένωση ωαρίου-σπερματοζωαρίου περνούν τις πρώτες ημέρες της ανάπτυξής τους στο εμβρυολογικό εργαστήριο προτού μεταφερθούν στη μήτρα της γυναίκας.
Η ανάπτυξη των εμβρύων στο εργαστήριο επιτυγχάνεται αφενός με τη χρήση εξειδικευμένων καλλιεργητικών υγρών τα οποία περιέχουν τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά, και αφετέρου με τη χρήση ειδικών επωαστικών θαλάμων (επωαστών), οι οποίοι εξασφαλίζουν τις σωστές συνθήκες θερμοκρασίας, υγρασίας κλπ, προσπαθώντας να μιμηθούν το περιβάλλον της μήτρας.
Το έμβρυο, λοιπόν, περνάει τις πρώτες ημέρες της ζωής του στο εργαστήριο. Το διάστημα αυτό, το οποίο ονομάζεται προεμφυτευτική περίοδος (δηλαδή η περίοδος πριν την εμφύτευση) είναι καθοριστικής σημασίας για την επίτευξη εγκυμοσύνης και γέννησης ενός υγιούς μωρού.
Με τη συνεχή βελτίωση των συστημάτων καλλιέργειας στο εμβρυολογικό εργαστήριο, έχουμε σήμερα την ικανότητα να υποστηρίξουμε την ανάπτυξη του εμβρύου σε όλα τα στάδια της προεμφυτευτικής περιόδου, από το γονιμοποιημένο ωάριο (ζυγώτης) έως και το στάδιο της βλαστοκύστης.
Παραδοσιακή καλλιέργεια εμβρύων
Η ανάπτυξη των εμβρύων κατά την παραμονή τους στο εργαστήριο πρέπει να παρακολουθείται σε τακτά χρονικά διαστήματα. Οι Εμβρυολόγοι καταγράφουν τον ρυθμό ανάπτυξης κάθε εμβρύου και «βαθμολογούν» την ποιότητά του αξιολογώντας συγκεκριμένα μορφολογικά χαρακτηριστικά.
Η παραδοσιακή καλλιέργεια και αξιολόγηση των εμβρύων, η οποία χρησιμοποιείται ακόμα και σήμερα στις περισσότερες Μονάδες Εξωσωματικής παγκοσμίως, έχει δύο μειονεκτήματα.
Πρώτον, τα έμβρυα πρέπει να βγουν από το «φιλόξενο» περιβάλλον του επωαστή προκειμένου να ελεγχθούν από τους Εμβρυολόγους με τη χρήση μικροσκοπίου. Η απομάκρυνση των εμβρύων από τον επωαστή συνεπάγεται σημαντική διαταραχή των συνθηκών καλλιέργειας, δηλαδή του περιβάλλοντος στο οποίο αναπτύσσονται τα έμβρυα. Έχει αποδειχθεί ότι διαταραχές της θερμοκρασίας, καθώς και άλλων παραμέτρων του καλλιεργητικού υγρού (όπως π.χ. το pH), κατά την έκθεση των εμβρύων εκτός του επωαστή, έχουν αρνητική επίπτωση στη βιωσιμότητα των εμβρύων και στην πιθανότητα κύησης.
Δεύτερον, η αξιολόγηση των εμβρύων με μικροσκοπική παρατήρηση διαρκεί λίγα δευτερόλεπτα. Οι πληροφορίες για τον αριθμό των κυττάρων και τη μορφολογική εμφάνιση ενός εμβρύου αφορούν τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή της παρατήρησης (snap shot), ενώ η συνεχής ανάπτυξη του εμβρύου παραμένει άγνωστη, διότι το έμβρυο τοποθετείται ξανά στον επωαστή.
Time–lapse: η τεχνολογία στην υπηρεσία της εξωσωματικής
Η τεχνολογία time–lapse έρχεται να δώσει τη λύση στους δύο παραπάνω περιορισμούς της παραδοσιακής καλλιέργειας και αξιολόγησης.
Τα συστήματα time–lapse αποτελούνται από εξειδικευμένους επωαστές, εντός των οποίων ενσωματώνονται ειδικές ψηφιακές κάμερες μικροσκοπίας. Τα έμβρυα φωτογραφίζονται κάθε 5-10 λεπτά και οι φωτογραφίες αυτές συντίθενται σε βίντεο με τη χρήση ειδικού λογισμικού.
Με αυτόν τον τρόπο, έχουμε πλέον στη διάθεσή μας πληροφορίες για τη συνεχή ανάπτυξη των εμβρύων σε ολόκληρο το διάστημα της παραμονής τους στο εργαστήριο. Και όλα αυτά χωρίς να χρειαστεί να απομακρυνθούν από τον επωαστή ούτε στιγμή, καθώς τα έμβρυα παραμένουν συνεχώς εντός του βέλτιστου περιβάλλοντος του επωαστή, αποφεύγοντας έτσι την ανεπιθύμητη έκθεσή τους σε μη ιδανικές εξωτερικές συνθήκες.
Τα πλεονεκτήματα της συνεχούς παρακολούθησης και των ιδανικών συνθηκών επώασης έχουν ως αποτέλεσμα την ταχεία διάδοση των συστημάτων time–lapse, και την αυξανόμενη ενσωμάτωσή τους στα εμβρυολογικά εργαστήρια παγκοσμίως. Υπάρχουν διάφορα συστήματα time–lapse διαθέσιμα στην αγορά, με διαφορετικά τεχνικά χαρακτηριστικά. Αναγνωρίζοντας τη σημασία της τεχνολογίας time–lapse στην εξωσωματική, η Ομάδα Ειδικού Ενδιαφέροντος Εμβρυολογίας (Special Interest Group Embryology) της Ευρωπαϊκής Εταιρίας Ανθρώπινης Αναπαραγωγής και Εμβρυολογίας (ESHRE), της οποίας έχω την ιδιαίτερη τιμή να είμαι επικεφαλής, δημοσίευσε Οδηγία για την ορθή κλινική πρακτική αναφορικά με τη χρήση των συστημάτων time–lapse, αποσκοπώντας στο να ενημερώσει και να καθοδηγήσει τις Μονάδες Εξωσωματικής στην επιλογή και χρήση του κατάλληλου συστήματος.
Σύντομη ιστορική αναδρομή
Η ιδέα της χρήσης time–lapse δεν είναι καινούργια. Η πρώτη αναφορά χρήσης της τεχνολογίας σε έμβρυα ποντικού έρχεται από τη δεκαετία του 1960, ενώ η πρώτη μελέτη για την παρακολούθηση ανθρώπινων εμβρύων δημοσιεύθηκε το 1997. Ουσιαστικά, η τεχνολογία time–lapse με τη σημερινή της μορφή ξεκινά το 2011, οπότε συσχετίστηκαν οι χρόνοι των κυτταρικών διαιρέσεων των εμβρύων με την πιθανότητα εμφύτευσής τους. Από τότε η τεχνολογία time–lapse στην εξωσωματική γνώρισε γοργή ανάπτυξη, με τη δημιουργία νέων και περισσότερο εξελιγμένων συστημάτων, και τη διάδοση σε ολοένα και περισσότερες μονάδες εξωσωματικής.
Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας time–lapse
- Βέλτιστο περιβάλλον επώασης των εμβρύων
- Συνεχής παρακολούθηση της εμβρυϊκής ανάπτυξης σε πραγματικό χρόνο
- Δυνατότητα απομακρυσμένης παρακολούθησης των εμβρύων
- Εξαγωγή συμπερασμάτων για την ποιότητα και αναπτυξιακή δυναμική κάθε εμβρύου
- Ανακάλυψη συμβάντων κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη που παρέμεναν άγνωστα μέχρι πρόσφατα
- Δημιουργία αλγόριθμου επιλογής ή αποκλεισμού εμβρύων για εμβρυομεταφορά με βάση τους χρόνους των κυτταρικών διαιρέσεων
- Δυνατότητες διενέργειας ερευνητικών μελετών
- Βελτίωση της ροής λειτουργίας του εμβρυολογικού εργαστηρίου
- Συμβατότητα με νέες τεχνολογίες, όπως η τεχνητή νοημοσύνη
- Διαφάνεια και αξιοπιστία
Κλινικά δεδομένα
Το κρίσιμο ερώτημα που προκύπτει είναι εάν η χρήση time–lapse αυξάνει τις πιθανότητες εγκυμοσύνης.
Τα διαθέσιμα κλινικά δεδομένα από τυχαιοποιημένες μελέτες υποδηλώνουν, προς το παρόν, ότι η τεχνολογία time–lapse σχετίζεται με παρόμοιες πιθανότητες γέννησης σε σύγκριση με τον παραδοσιακό τρόπο καλλιέργειας και αξιολόγησης των εμβρύων.
Παρόλα αυτά, ένας μεγάλος αριθμός μελετών παρατήρησης αναφέρουν ότι το time–lapse μπορεί να αυξήσει τις πιθανότητες επιτυχίας, ενώ όλες ανεξαιρέτως οι μελέτες δείχνουν ότι το time–lapse είναι μια απόλυτα ασφαλής τεχνολογία. Αναμένουμε τη δημοσίευση νέων μελετών αναφορικά με την αποτελεσματικότητα της τεχνολογίας time–lapse.
Time–lapse και το μέλλον της εξωσωματικής
Η real–time βιντεοσκόπηση των εμβρύων καθώς αναπτύσσονται στο εργαστήριο, σε συνδυασμό με τα εξελιγμένα λογισμικά και τον μεγάλο όγκο δεδομένων που προκύπτουν από τα συστήματα time–lapse, ανοίγει έναν νέο ορίζοντα δυνατοτήτων. Ο συνδυασμός time–lapse με έξυπνα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης (artificial intelligence, AI) τα οποία προβλέπουν με μεγάλη ακρίβεια ποια έμβρυα θα οδηγήσουν σε επιτυχή κύηση αναμένεται να αυξήσει ακόμα περισσότερο τα ποσοστά επιτυχίας, φέρνοντας το εμβρυολογικό εργαστήριο στη νέα εποχή της αυτοματοποίησης.
Επίσης, το time–lapse είναι ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο έρευνας, προσφέροντας νέες πληροφορίες για κυτταρικές διαδικασίες των εμβρύων, οι οποίες μέχρι πρότινος ήταν άγνωστες στους επιστήμονες της αναπαραγωγής.
Συμπερασματικά, η τεχνολογία time–lapse ήρθε για να μείνει, καθώς αποτελεί ένα σημαντικότατο εργαλείο στη φαρέτρα του Εμβρυολογικού Εργαστηρίου, το οποίο αναμένεται να βοηθήσει τα υπογόνιμα ζευγάρια να πραγματοποιήσουν το όνειρό τους για την απόκτηση ενός υγιούς μωρού.
Δρ Ιωάννης Σφοντούρης
Διευθυντής Εργαστηρίου Εμβρυολογίας IVF Μητέρα & Υγεία IVF Athens
Επίκουρος Καθηγητής Κλινικής Εμβρυολογίας στο Πανεπιστήμιο του Nottingham Επικεφαλής του ESHRE Special Interest Group Embryology
