Witryfikacja, czyli szybkie mrożenie zarodków i gamet

Witryfikacja to nowoczesna technika krioprezerwacji, która zabezpiecza gamety i zarodki w temperaturze -196°C bez uszkadzających je kryształów lodu. Metoda ta, zwana również zeszkleniem, wykorzystuje specjalne krioprotektanty i błyskawiczne chłodzenie. W przeciwieństwie do tradycyjnego powolnego zamrażania, witryfikacja zapewnia 99% przeżywalność zarodków po rozmrożeniu. Technika rewolucjonizuje leczenie niepłodności, umożliwiając skuteczne zabezpieczenie płodności przed chemioterapią oraz przechowywanie nadliczbowych zarodków z procedur in vitro. Poznaj szczegóły tej przełomowej metody.

Witryfikacja jest techniką krioprezerwacji gamet i zarodków. To zabezpieczenie materiału biologicznego w ekstremalnie niskich temperaturach. Witryfikacja nazywana jest też zeszkleniem. Od zamrażania w ciekłym azocie różni się tym, że dzięki użyciu specjalnych krioprotektantów, nie prowadzi do wytrącania się kryształków lodu, które mogłyby uszkodzić komórki.

W ostatnich latach w leczeniu niepłodności metodami wspomaganego rozrodu (ART) pojawiły się techniki, które zrewolucjonizowały leczenie i przyczyniły się do wzrostu ich skuteczności oraz narodzin milionów dzieci na całym świecie. Oprócz ICSI (docytoplazmatycznego wprowadzenia plemnika do komórki jajowej), metody, która jest krokiem milowym w rozwoju technik wspomaganego rozrodu, jest nim też technika krioprezerwacji gamet (plemników i komórek jajowych) i zarodków zwana witryfikacją.

Najważniejsze informacje

• Witryfikacja to technika krioprezerwacji w temperaturze -196°C, która unika tworzenia kryształów lodu uszkadzających komórki.

• Przeżywalność witryfikowanych zarodków wynosi 99%, a szanse na ciążę są identyczne jak przy zarodkach świeżych.

• Witryfikacja zabezpiecza płodność pacjentów przed terapiami onkologicznymi oraz umożliwia dalsze leczenie niepłodności

• Plemniki nie są witryfikowane ze względu na specyficzną budowę – stosuje się dla nich bezpieczniejsze powolne mrożenie.

Konsultacja embriologiczna

Jeśli po lekturze tego artykułu, przyjdą Ci do głowy dodatkowe pytania, pamiętaj, że wszyscy pacjenci Invimed zakwalifikowani do inseminacji lub in vitro mogą skorzystać z bezpłatnej konsultacji embriologicznej.

Czym jest krioprezerwacja?

Techniki krioprezerwacji (kriokonserwacji), czyli skutecznego zabezpieczenia materiału biologicznego w niskich i ekstremalnie niskich temperaturach, są nieodłączną częścią leczenia metodą zapłodnienia pozaustrojowego (IVF), a stały rozwój oraz wzrastająca skuteczność metody, powodują ciągłe zwiększanie znaczenia krioprezerwacji w cyklach leczenia.

Techniki krioprezerwacji stosowane są w celu zabezpieczenia:

Czemu służy krioprezerwacja?

Dalsze leczenie

Szansa na dalsze leczenie lub kolejne dziecko w rodzinie.
Zarówno krioprezerwowane gamety (plemniki i komórki jajowe), jak i zarodki, mogą posłużyć dalszemu leczeniu w przypadku niepowodzenia pierwszej próby, a także w przypadku sukcesu, gdy pacjenci wyrażają chęć powiększenia rodziny o kolejnego jej członka.

Zabezpieczenie płodności

Zabezpieczenie płodności w obliczu choroby lub bardzo niskiej rezerwy jajnikowej (AMH)
Częstą praktyką jest zabezpieczanie gamet pacjentów, w sytuacji w której występująca i postępująca choroba, np. nowotwór, a co za tym idzie wdrożona terapia, którą musi przebyć pacjent, grozi uszkodzeniem funkcji gonad i komórek rozrodczych, prowadząc do problemów z płodnością w przyszłości. Postępowanie to zwane jest zachowaniem płodności (fertility preservation).
Dowiedz się więcej o zachowaniu płodności >>

Bankowanie materiału

Przechowywanie materiału biologicznego w banku dawców.
Krioprezerwacja zabezpiecza materiał zdeponowany przez anonimowych dawców, którzy ofiarują swoje komórki rozrodcze (plemniki i komórki jajowe) osobom, które nie są zdolne do produkcji własnych gamet lub ich funkcje rozrodcze są upośledzone w stopniu uniemożliwiającym procesy prowadzące do uzyskania prawidłowych zarodków, ciąży i potomstwa.

Powolne zamrażanie gamet i zarodków

Do niedawna kriokonserwacja gamet i zarodków była rutynowo przeprowadzana przy użyciu tzw. „powolnego zamrażania”, czyli protokołu, który jest od lat dobrze znany i uznany przez ośrodki kliniczne oraz akademickie. Jednak ponieważ metoda ta obarczona była kilkoma niedoskonałościami, dzięki licznym badaniom, naukowcom udało się opracować lepszą metodę, czyli witryfikację.

Wśród niedoskonałości powolnego zamrażania można wymienić:

• duże prawdopodobieństwo wytworzenia formacji lodu wewnątrz komórki, bądź w jej najbliższym sąsiedztwie, co przyczynia się do uszkodzeń komórki.

• niedostateczne zabezpieczenie funkcji biologicznych podczas wolnego schładzania próbki. W wielu wypadkach, pomimo, że komórki przeżywały proces, wiele z nich po rozmrożeniu nie podejmowało dalszego rozwoju.

Witryfikacja jako lepsza forma mrożenia (kriokonserwacji)

Opisane wyżej zagrożenia związane z tworzeniem się kryształów lodu oraz upośledzonymi funkcjami biologicznymi zostały zredukowane przez szybkie chłodzenie biomateriału do niskich temperatur, czyli witryfikację.

Co to jest witryfikacja?

Witryfikacja polega na natychmiastowym sprowadzeniu temperatury roztworu krioprotektantu, w którym znajdują się komórki lub zarodki, do -196˚C, czyli temperatury ciekłego azotu. Podczas tego procesu, nazywanego również zeszkleniem (vitrum z łaciny, oznacza szkło) w roztworze otaczającym komórkę, jak i w samej komórce nie wytwarzają się kryształy lodu.

Gwałtowne wystawienie, zabezpieczonego odpowiednio wysokimi stężeniami krioprotentantów materiału biologicznego, na ekstremalnie niską temperaturę, uniemożliwia wytworzenie się ciała stałego tzn. kryształów lodu. Witryfikowany z biomateriałem roztwór, choć właściwościami przypomina ciało stałe (szkło), fizyczne pozostaje cieczą o bardzo dużej gęstości.

Materiały biologiczne, które mogą być witryfikowane, unikają uszkodzenia wewnątrzkomórkowego i innych szkodliwych dla biologii komórki skutków powolnego chłodzenia.

Witryfikacja – najskuteczniejsze zabezpieczenie zarodków

Przeprowadzona poprawnie i wystandaryzowana metoda witryfikacji jest w tej chwili najbezpieczniejszą i najskuteczniejszą formą krioprezerwacji.

Dzięki wdrożeniu witryfikacji do praktyki klinicznej metoda IVF stała się niezwykle skuteczna, a uzyskiwane z jej zastosowaniem wyniki jeszcze kilkanaście lat temu byłyby nie do pomyślenia.

Dlaczego warto skorzystać z in vitro w klinikach Invimed?

Przeżywalność na poziomie 99%

W przypadku niepowodzenia transferu zarodka świeżego, użycie zabezpieczonych metodą witryfikacji nadliczbowych zarodków stworzonych podczas procedury in vitro, zapewnia ich przeżywalność na poziomie 99%. Po rozmrożeniu (ogrzaniu) podejmują dalszy prawidłowy rozwój.

Identyczne wyniki skuteczności

W przypadku zarodków, które wcześniej były zabezpieczone metodą witryfikacji, szanse na uzyskanie ciąży oraz urodzenie zdrowego dziecka są identyczne z wynikami klinicznymi uzyskanymi z zastosowaniem zarodków „świeżych” (nie poddawanych krioprezerwacji).

Podobnie przedstawia się sytuacja z witryfikowanymi komórkami jajowymi, których wykorzystanie zapewnia uzyskanie wyników charakterystycznych dla komórek, które nie były poddane krioprezerwacji.

Dlaczego mrożenie zarodków i oocytów to trudny proces?

Tak zarodki, jak i same oocyty (komórki dające początek komórkom jajowym), są bardzo specyficznym materiałem, a ich krioprezerwacja stanowi duże wyzwanie. Ich krioprezerwacja jest trudna za względu na wielkość, kształt, dodatkową barierę, którą jest osłonka przejrzysta, oraz specyfika biologiczna (metabolizm i stan rozwoju).

Wszystkie te cechy sprawiają, że skuteczne przełożenie zasad kriobiologii funkcjonujących w ramach innych dziedzin medycyny i biologii, nie jest proste i oczywiste w przypadku zastosowania w medycynie rozrodu. Z tego też względu wynalezienie witryfikacji jest osiągnięciem porównywalnym do opracowania metody ICSI (docytoplazmatycznego wprowadzenia plemnika do komórki jajowej).

Dlaczego plemniki się mrozi, a nie witryfikuje?

Procedura witryfikacji nie jest standardowo stosowana do przechowywania plemników (nasienia) do użycia w procedurach ART. Specyficzna budowa plemników oraz warunki konieczne do witryfikacji (szybkie tempo schładzania, minimalna objętość krioprotektantu, wysokie stężenie krioprotektantów – o wiele wyższe niż przy zamrożeniu, oraz specjalne nośniki do plemników) ograniczają zasadność jej stosowania tylko do niektórych przypadków. Możliwe jest np. witryfikowanie pojedynczych plemników lub spermatyd uzyskanych z biopsji jąder. W pozostałych przypadkach plemniki poddawane są powolnemu mrożeniu w oparach ciekłego azotu. Jest to dla nich najbezpieczniejsza metoda krioprezerwacji.

Najczęściej zadawane pytania – FAQ

Bibliografia

1. Jach, R., Spaczyński, R., Kurzawa, R., Szamatowicz, J., Radowicki, S., Smolarczyk, R., … & Wielgoś, M. (2017). Recommendations of the Fertility Preservation Working Group in Oncological, Hematological and Other Patients Treated With Gonadotoxic Therapies 'ONCOFERTILITY’ (GROF) of the Polish Society of Oncological Gynecology. Journal of Adolescent and Young Adult Oncology, 6(3), 407-415. https://doi.org/10.1089/jayao.2017.0039
2. Kuwayama, M. (2007). Highly efficient vitrification for cryopreservation of human oocytes and embryos: the Cryotop method. Theriogenology, 67(1), 73-80. https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2006.09.014
3. Palermo, G. D., Joris, H., Devroey, P., & Van Steirteghem, A. C. (1992). Pregnancies after intracytoplasmic injection of single spermatozoon into an oocyte. Lancet, 340(8810), 17-18. https://doi.org/10.1016/0140-6736(92)92425-F
4. Rall, W. F., & Fahy, G. M. (1985). Ice-free cryopreservation of mouse embryos at −196°C by vitrification. Nature, 313(6003), 573-575. https://doi.org/10.1038/313573a0