Οι εμπειρογνώμονες της μηχανικής και των επιστημών των ζώων έχουν παραγάγει τρισδιάστατες εικόνες ζώντων εμβρύων στα βοοειδή, γεγονός που θα μπορούσε να βοηθήσει στον προσδιορισμό της βιωσιμότητας του εμβρύου πριν από τη γονιμοποίηση (IVF) στους ανθρώπους.
Η μέθοδος ονομάζεται GLIM (μικροσκοπία σταδιακής παρεμβολής φωτός) και υποστηρίζεται ότι επιλύει την πρόκληση της απεικόνισης παχών, πολυκυτταρικών δειγμάτων.
Η νέα τεχνική, που δημοσιεύτηκε στο Nature Communications, έφερε σε επαφή τον καθηγητή ηλεκτρολόγων και μηχανικών υπολογιστών Gabriel Popescu και τον καθηγητή ζωικών επιστημών Matthew Wheeler σε ένα συνεργατικό πρόγραμμα μέσω του Ινστιτούτου Προηγμένων Επιστημών και Τεχνολογίας του Πανεπιστημίου του Illinois (UI) του Beckman.
Ορισμένες μορφές βιοϊατρικής μικροσκοπίας απαιτούν το φως να περνά μέσα από λεπτές φέτες ιστού για να παράγει μια εικόνα, ενώ άλλες χρησιμοποιούν χημικούς ή φυσικούς δείκτες που επιτρέπουν στον χειριστή να εντοπίζει συγκεκριμένες δομές μέσα σε ένα παχύ δείγμα, αλλά αυτοί οι δείκτες μπορεί να είναι τοξικοί για τον ζωντανό ιστό, δήλωσε ο Popescu.
“Όταν κοιτάζετε παχιά δείγματα με άλλες μεθόδους, η εικόνα σας ξεθωριάζει εξαιτίας του φωτός που αναπηδά από όλες τις επιφάνειες στο δείγμα”, δήλωσε ο μεταπτυχιακός φοιτητής Mikhail Kandel, συν-επικεφαλής της μελέτης. “Είναι σαν να κοιτάζετε ένα σύννεφο”.
Σύμφωνα με το UI, το GLIM μπορεί να “καταδυθεί” βαθιά σε παχιά δείγματα ελέγχοντας το μήκος διαδρομής πάνω από το οποίο το φως ταξιδεύει διαμέσου του δείγματος. Η τεχνική επιτρέπει στους ερευνητές να παράγουν εικόνες από πολλαπλά βάθη που στη συνέχεια συντίθενται σε μια ενιαία 3D εικόνα.
Για να δείξει τη νέα μέθοδο, η ομάδα του Popescu συνεργάστηκε με τον Wheeler και την ομάδα του για να εξετάσει τα έμβρυα αγελάδων.
“Ένα από τα βασικότερα σημεία της εμβρυολογίας είναι ο προσδιορισμός του ποια έμβρυα είναι πιο βιώσιμα”, δήλωσε ο Wheeler. “Η ύπαρξη ενός μη επεμβατικού τρόπου συσχέτισης με τη βιωσιμότητα του εμβρύου είναι το κλειδί. Πριν από την GLIM, καταλήγαμε περισσότερο σε εικασίες».
Αυτές οι εικασίες γίνονταν εξετάζοντας παράγοντες όπως το χρώμα των υγρών μέσα στα εμβρυϊκά κύτταρα και το χρονοδιάγραμμα ανάπτυξης, μεταξύ άλλων, αλλά δεν υπήρχε καθολικός δείκτης για τον προσδιορισμό του εμβρύου, δήλωσε ο Wheeler.
“Αυτή η μέθοδος μας επιτρέπει να δούμε ολόκληρη την εικόνα, όπως ένα τρισδιάστατο μοντέλο ολόκληρου του εμβρύου σε μια στιγμή”, δήλωσε ο Tan Nguyen, ο άλλος συγγραφέας της μελέτης.
Η επιλογή του υγιέστερου εμβρύου δεν είναι το τέλος της ιστορίας, όμως. “Η τελική δοκιμή θα είναι να αποδείξουμε ότι έχουμε επιλέξει ένα υγιές έμβρυο και ότι έχει αναπτύξει ένα ζωντανό μοσχάρι”, δήλωσε ο Marcello Rubessa, μεταδιδακτορικός ερευνητής και συν-συγγραφέας της μελέτης.
Η ομάδα ελπίζει να εφαρμόσει την τεχνολογία GLIM στην έρευνα και τη θεραπεία της γονιμότητας του ανθρώπου, καθώς και μια σειρά διαφορετικών τύπων έρευνας ιστών.