Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Voor het eerst hebben wetenschappers real time in 3D gezien hoe een menselijk embryo zich in een ‘kunstbaarmoeder’ boort.
Over hoe een zaadcel een eicel vindt, is best veel bekend. Maar vervolgens moet het pas ontstane embryo zich nog ingraven, ofwel implanteren, in de baarmoeder, voordat er daadwerkelijk sprake is van een zwangerschap. En dat proces is nog best een mysterie.
Tot nu. Want onderzoekers van het Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC) zijn erin geslaagd embryo’s van mensen en muizen in beeld te brengen tijdens hun implantatie. Ze publiceerden hun resultaten in het wetenschappelijke tijdschrift Science Advances.
Lees ook:
- ’s Werelds ‘oudste baby’: geboren uit een meer dan 30 jaar oud embryo
- Vier vragen beantwoord over de synthetische menselijke embryo’s
- Nieuw type embryonale cel in het lab gekweekt
Black box
“De periode rondom de implantatie wordt in ons vakgebied ook wel de black box van de menselijke ontwikkeling genoemd, omdat deze periode zo moeilijk te bestuderen is en we er zo weinig over weten”, vertelt klinisch embryoloog Sebastiaan Mastenbroek van het Amsterdam UMC.
Dat is een probleem, want een mislukte innesteling is de belangrijkste oorzaak van onvruchtbaarheid bij de vrouw. Hoog tijd dus om het proces beter in beeld te brengen, dachten Samuel Ojosnegros en collega’s. Zij bouwden een platform dat de baarmoeder nabootst.
Nepbaarmoeder
Deze ‘nepbaarmoeder’ bestaat uit een gel die is gevormd door collageenvezels. Dat is hetzelfde spul als waaruit het kraakbeen in je oor uit bestaat, en het hoofdbestanddeel van de baarmoederwand. Verder hebben de onderzoekers eiwitten die nodig zijn voor een goede embryo-ontwikkeling aan de gel toegevoegd.
Vervolgens gebruikten Ojosnegros en zijn team fluorescentiemicroscopie (waarbij gekleurde labels aan bepaalde eiwitten werden gehangen) om de embryocellen zichtbaar te maken. Ook maten ze de krachten die het embryo op zijn omgeving losliet, via traction force microscopy.
Doorboren
Bekend was al dat het embryo bepaalde enzymen laat inwerken op de baarmoederwand zodat die zich wat meer ‘openstelt’ voor de innesteling. Maar de onderzoekers waren verrast dat het embryo zelf ook flink wat kracht zet tijdens het proces. Tenminste, bij de mens.
Het muizenembryo hecht zich voorzichtig aan de baarmoederwand, waarna die zich om het embryo heen ‘vouwt’. Maar bij mensen doorboort het embryo het baarmoederweefsel volledig en begint vervolgens van binnenuit naar buiten te groeien.
Herorganisatie
De menselijke implantatie gaat dus met flink wat trek- en duwkracht gepaard. En dat zou volgens Ojosnegros en collega’s misschien ook kunnen verklaren waarom sommige vrouwen rondom de periode van innesteling wat buikpijn en bloedverlies kunnen ervaren.
De onderzoekers zagen naast het kracht- en smijtwerk ook dat het menselijke embryo bij het ingraven de plaatselijke collageenstructuur van de nepbaarmoeder om zeep helpt. En het vervolgens herorganiseert.
De black box openen
Mastenbroek noemt het onderzoek “veelbelovend”. “De onderzoekers hebben een nieuwe manier gevonden om de black box van embryo-implantatie een beetje te openen.” Dat is volgens hem van belang omdat het kan leiden tot meer succesvolle IVF-behandelingen.
Bij IVF (in-vitrofertilisatie) wordt een zaadcel bij een eicel gebracht. De resulterende bevruchte eicel wordt vervolgens in de baarmoeder van de vrouw gebracht. En dan is het maar hopen op een goede innesteling.
“Helaas lukt dat maar bij één op de vier embryo’s”, zegt Mastenbroek. “Als we meer weten over het implantatieproces, kunnen we misschien een manier vinden om het slagingspercentage omhoog te krijgen.”
Miskramen
Ook kan dit nieuwe onderzoeksmodel volgens hem leiden tot inzichten in de oorzaken van miskramen. “Hoewel afhankelijk van de leeftijd van de vrouw, eindigt gemiddeld genomen 10 procent van alle zwangerschappen in een miskraam. Van groot belang dus om hier meer inzicht in te krijgen.”
“Een andere belangrijke uitkomst van deze studie is dat de implantatie bij mensen fundamenteel verschilt van die bij muizen”, vervolgt hij. “Veel IVF-methoden zijn ontwikkeld met behulp van muismodellen, maar het wordt steeds duidelijker, nu ook weer met dit onderzoek, dat die niet geschikt zijn voor alle vragen die we hebben.”
‘Niet uniek’
Ook embryoloog Bernard Roelen van de Universiteit Utrecht is blij met het nieuwe onderzoek, maar is daarnaast kritisch. “Vooral omdat embryo-implantatie hier niet echt is bestudeerd. Er zijn embryo’s op een extracellulaire matrix geplaatst. Dat zou vergelijkbaar zijn met implantatie in de baarmoeder, maar uiteraard ontbreken baarmoederwandcellen. Embryo’s op baarmoederwandcellen plaatsen om innesteling te bestuderen is vaker gedaan. Wat dat betreft is deze studie niet uniek, zelfs simpeler.”
Wat wel nieuw is, is volgens Roelen dat de onderzoekers hebben bepaald dat er vanuit het embryo flink aan de omgeving wordt getrokken om binnen te dringen. “Veel zaken rondom embryo-implantatie zijn nog onbekend, dus alle informatie helpt, maar deze studie is zeker geen doorbraak. Hoe nu verder wordt ook niet echt besproken, evenals hoe deze info de IVF-klinieken kan helpen.”
Bronnen: Science Advances, Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC) via EurekAlert!
Beeld: Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC)