Αυτή είναι η ιστορία πίσω από την κατάψυξη εμβρύων και ωαρίων

Σήμερα όμως, η κρυοσυντήρηση είναι ρουτίνα για τα κέντρα εξωσωματικής γονιμοποίησης παγκοσμίως και έχει επιτρέψει ήδη τη γέννηση εκατοντάδων χιλιάδων παιδιών. Μάλιστα, πολλοί επιστήμονες προτιμούν πλέον τη χρήση κρυοσυντηρημένων εμβρύων σε σχέση με τα φρέσκα.

Η κατάψυξη γενετικού υλικού και τα προβλήματα που δημιουργούνται

Όταν προχωρά κανείς στην κατάψυξη γενετικού υλικού στο εργαστήριο, κύριο μέλημά του είναι να αποφευχθεί ο σχηματισμός κρυστάλλων καθώς το υγρό το οποίο περιέχεται εντός του γενετικού υλικού "παγώνει", σε θερμοκρασίες πολύ κάτω από το μηδέν. Στο εσωτερικό του, λόγο της κατάψυξης, δημιουργούνται κρύσταλλοι που μοιάζουν σαν λεπίδες και μπορούν να διαρρήξουν οποιαδήποτε εσωτερική ή εξωτερική του μεμβράνη ενώ παράλληλα το ενδοκυττάριο υγρό όταν παγώνει και σχηματίζει κρυστάλλους αυξάνεται σε όγκο με αποτέλεσμα πάλι να είναι ιδιαίτερα πιθανή μια ρήξη του ίδιου του κυττάρου.

Όπως μας εξηγεί ο Γυναικολόγος Μαιευτήρας Κ.Σφακιανούδης, σκοπός της όποιας τεχνικής κρυσοσυντήρησης θα πρέπει να είναι η ψύξη χωρίς τη δημιουργία κρυστάλλων στο εσωτερικό. Μέχρι τώρα δύο είναι οι τεχνικές που το έχουν καταφέρει:

• η αργή κρυοσυντήρηση ή αλλιώς slow freezing method,
• η υαλοειδοποίηση ή αλλιώς vitrification.

Τι είναι η τεχνική αυτή;

Τα έμβρυα ψύχονται με αργό ρυθμό 0.3ºC/λεπτό έως ότου η θερμοκρασία τους φτάσει τους -30ºC οπότε και στη συνέχεια αποθηκεύονται σε ειδικά δοχεία υγρού αζώτου στους - 196 ºC περιμένοντας τη μελλοντική τους χρήση. Ο σχηματισμός των κρυστάλλων αποφεύγεται με τη χρήση κρυοπροστατευτικών ουσιών όπως ή γλυκερόλη, οι οποίες όταν τοποθετούνται δίπλα στο έμβρυο έχουν την ιδιότητα να λειτουργούν οσμωτικά, δηλαδή να «στεγνώνουν» ουσιαστικά το εσωτερικό του εμβρύου, να "τρυπώνουν" στο εσωτερικό του και να αντικαθιστούν το εσωτερικό υγρό του εμβρύου. Όταν επιλέγεται η απόψυξη, το νερό επιστρέφει εντός με αργή πάλι διαδικασία λαμβάνοντας πρόνοια ώστε να γίνει προσεκτικά και να αποφευχθεί η ρήξη του εμβρύου.

Η τεχνική αυτή έχει με επιτυχία εφαρμοστεί τα τελευταία 30 χρόνια και εκατοντάδες χιλιάδες παιδιά έχουν γεννηθεί ήδη μέσω αυτής. Θεωρείται απόλυτα ασφαλής και είναι εφαρμόσιμη με τα ίδια ποσοστά επιτυχίας σε όλα τα στάδια της εμβρυικής ανάπτυξης από τα προπυρήνια μέχρι τη βλαστοκύστη.

Αφού λοιπόν είναι τόσο ικανοποιητική ως μέθοδος γιατί επιδιώχθηκε η ανακάλυψη μίας άλλης;

Ο βασικός περιορισμός της συγκεκριμένης μεθόδου υπήρχε στην κρυσοσυντήρηση «αγονιμοποίητων» ωαρίων, η οποία αποτελεί επιδίωξη πλέον της σύγχρονης γυναίκας, η οποία για πολλούς λόγους βλέπει το χρόνο να ροκανίζει τη γονιμότητά της.

Επιστήμονες προσπαθούσαν για παραπάνω από 25 χρόνια να ανακαλύψουν ένα αποτελεσματικό τρόπο κρυοσυντήρησης αγονιμοποίητων ωαρίων χωρίς όμως αυτό να καθίσταται εφικτό για δύο βασικούς λόγους:

Ο πρώτος ήταν ότι το ωάριο είναι μακράν το μεγαλύτερο κύτταρο του ανθρωπίνου σώματος και διαθέτει μεγάλη επιφάνεια σε σχέση με τον όγκο του με αποτέλεσμα η αφυδάτωσή του στη διαδικασία της κρυοσυντήρησης και η αποκατάστασή του στην απόψυξη να μη μπορεί να διατηρήσει ένα ικανοποιητικό ρυθμό.
Ο δεύτερος είναι ότι τα ωάρια της ωορρηξίας είναι σε ένα ιδιαίτερα ευαίσθητο στάδιο ανάπτυξης, καθότι ουσιαστικά είναι στη φάση "ΜΕΙΩΣΗΣ" του γενετικού τους περιεχομένου με σκοπό την ένωσή τους με το γενετικό υλικό του σπερματοζωαρίου.

Όλα τα παραπάνω λοιπόν καθιστούν τα ωάρια ιδιαίτερα ευάλωτα στη διαδικασία της κρυοσυντήρησης. Οι επιστήμονες σιγά σιγά εγκατέλειψαν την τεχνική της αργής κατάψυξης και άρχισαν να αναζητούν πιο αποτελεσματικούς τρόπους κρυσοσυντήρησης. Ενώ λοιπόν σημάδια, ότι η υαλοειδοποίηση λειτουργούσε σε έμβρυα ποντικών, υπήρχαν ήδη από το 1985 χρειάστηκαν πάνω από 25 χρόνια για να εδραιωθεί στη συνείδηση της επιστημονικής κοινότητας και να καθιερωθεί ουσιαστικά και στην κατάψυξη εμβρύων.

Τι είναι όμως υαλοειδοποίηση και τι άλλες εφαρμογές μπορεί να έχει;

Υαλοειδοποίηση ουσιαστικά είναι η τελευταία λέξη της εμβρυικής βιοτεχνολογίας, όπως τονίζει και ο Γυναικολόγος Μαιευτήρας Κ.Σφακιανούδης. Κατ ουσίαν πρόκειται για μία τεχνική η οποία επιτρέπει σε οτιδήποτε έχει διάταξη κρυστάλλου να αποκτήσει μια πιο λεία σύσταση. Για παράδειγμα, η ίδια τεχνική εφαρμόζεται για τη μετατροπή της άμμου (η οποία έχει διάταξη κρυστάλλου) σε γυαλί ή πορσελάνη. Η υαλοειδοποίηση είναι μια ιδιαίτερα γρήγορη διαδικασία. Αν το υλικό που θέλουμε να υαλοειδοποιήσουμε είναι στέρεο, όπως η άμμος, τότε θα πρέπει πρώτα να θερμανθεί σημαντικά και ακολούθως να ψυχθεί απότομα ούτως ώστε να αποφευχθεί ο σχηματισμός κρυστάλλων. Όταν όμως έχει κανείς να κάνει με υγρό όπως στην περίπτωση των εμβρύων δε χρειάζεται πρότερη υπερθέρμανση του υλικού αλλά επιχειρείται ταχεία ψύξη του χρησιμοποιώντας υψηλές συγκεντρώσεις κρυοπροστατευτικών ουσιών, οι οποίες όμως τοποθετούνται σε ειδικά και υπερσύγχρονα μηχανήματα που επιτρέπουν την έκθεση του εμβρύου σε ελάχιστο ποσότητες αυτών και σε ταχύτατους ρυθμούς ψύξης.

Ποια είναι ακριβώς η διαδικασία που ακολουθείται και πόσο ασφαλής είναι;

Τα έμβρυα αρχικά απομακρύνονται από τον επωαστή όπου φυλάσσονται και τοποθετούνται σε διάλυμα εξισορρόπησης για 8 λεπτά προκειμένου να ξεκινήσει η σχετική αφυδάτωση του εμβρύου. Το διάλυμα αυτό περιέχει 15% κρυοπροστατευτικό. Στη συνέχεια, μεταφέρονται σε ένα διάλυμα που περιέχει διπλάσια συγκέντρωση κρυοπροστατευτικού για 1 λεπτό και ακολούθως εμβαπτίζονται σε υγρό άζωτο στους -196°C. Το μικροσκοπικό αυτό δείγμα θα ψυχθεί με άλλα λόγια από τη θερμοκρασία του δωματίου (σχεδόν 25°C) στους -196°C, μέσα σε 2-3 δευτερόλεπτα, δημιουργώντας ένα ρυθμό ψύξης που φτάνει τους 4420 με 6630°C/λεπτό !

Τα βιβλιογραφικά δεδομένα θεωρούν την υαλοειδοποίηση ωαρίων τόσο ασφαλή και αποτελεσματική που μεγάλες πολυεθνικές εταιρείες, όπως η GOOGLE, επιδοτούν την εφαρμογή της στις νεαρές υπαλλήλους τους προκειμένου οι τελευταίες να είναι σε θέση να διεκδικήσουν την επαγγελματική τους σταδιοδρομία χωρίς να σκέφτονται τις συνέπειες που θα έχει αυτό στη γονιμότητά τους.

Ένα ακόμη στοιχείο που αποδεικνύει την ασφάλεια της μεθόδου είναι ότι η μεταφορά φρέσκων εμβρύων, που παράγονται από ορμονική διέγερση, τείνει να αντικατασταθεί από την υαλοειδοποίησή τους και την μεταφορά τους σε επικείμενο κύκλο χωρίς ορμονική προετοιμασία του ενδομητρίου, λόγω της πεποίθησης ότι η υπερδιέγερση των ωοθηκών μόνο αρνητική επίδραση πάνω στην εμφυτευτική δυνατότητα του ενδομητρίου μπορεί να έχει. Αυτή η στρατηγική (freeze all policy), η οποία κερδίζει ολοένα και περισσότερους υποστηρικτές, δεν θα μπορούσε να πάρει σάρκα και οστά αν η κρυοσυντήρηση εμβρύων μέσω της υαλοειδοποίησης δεν ήταν τόσο ασφαλής και αποτελεσματική.