Трансплантация эмбрионов 2019. Часть 2. «Пробирка» или традиция?

Сегодня в технике воспроизводства крупного рогатого скота правит бал эмбриология «вне организма» in vitro. Число зародышей произведенные в мире «в организме» in vivo, в два раза меньше, чем in vitro (469 967 против 1 029 400; Viana, 2018) [1].

Первый миллион (1 018 163 шт.) качественных эмбрионов «из пробирки» был зарегистрирован в 2017 году. В 2018 году было произведено 1.5 млн. жизнеспособных эмбрионов: методом in vivo 31.3% и 68.7% in vitro. Пропорция пересадок свежих и заморожено-оттаянных «пробирочных» эмбрионов в 2018 году осталась на прежнем уровне 2017 года (60% и 40% соотв.). Она косвенно свидетельствует о сложности с криоконсервацией эмбрионов in vitro и их недостаточно уверенной выживаемостью после оттаивания и ТЭ. Здесь есть над чем работать, в том числе и по методу витрификации.

Повторим, в мире производство всех эмбрионов крупного рогатого скота в 2018 году составило 1.5 млн, 70% из них получены после аспирации яйцеклеток из яичников, оплодотворения и выращивания вне организма (in vitro). Число стран, владеющих этой техникой, достигло 29. Поклонники «пробирочной» техники производства эмбрионов в основном расположены в Южной и Северной Америке (85%).

Лидером в «потрошении» яичников методом аспирации фолликулов (OPU) является Северная Америка: 754,1 тыс. жизнеспособных зародыша. Из них 41% после стимулированной полиовуляции.

Бразилия в 2018 году осуществила производство 341,6 эмбрионов in vitro, что составляет 76% всех зародышей в стране, в равных пропорциях для доноров молочных и мясных пород. Стимуляция гонадотропинами не проводилась.

Итог Бразилии 2018 года — 33.2% мирового производства. Бразилия-2018 остается страной с наибольшим числом переносов «пробирочных» эмбрионов (275 683 против 260 193 в США). Так что «бразильский» феномен мирового лидерства, о котором мы писали два года назад продолжается [2].

Традиционным методом in vivo в Бразилии получено всего 23.2 тыс. эмбриона, преимущественно (74%) в молочных стадах со средним выходом 6.2 зародыша за извлечение. Но эти «всего» 23.2 тыс. бразильских эмбрионов равны эмбриосбору в Германии (23.6 тыс.) и почти в 2 раза больше, чем в РФ (12.8 тыс.).

Примечательно, что в бразильском и американском традиционном эмбриосборе-2018 (как, впрочем, и в 2017 г.) — отсутствует использование sex-сортированной спермопродукции. Это при том, что женский приплод в молочном скотоводстве является предпочтительным. В этом отношении и бразильские мачо, и американские ковбои — подкачали. Где же их толерантность к нетрадиционному ИО? А может быть есть другая причина нелюбви к лазерной цитометрии спермы?

Применение стимуляции ФСГ перед забором яйцеклеток (OPU) применялось в основном в Европе (48,1%) и Северной Америке (66,9%). В Канаде OPU предшествовала 100% стимуляция яичников.

Еще интересная особенность позапрошлого года: как в США, так и в Бразилии большинство зародышей in vitro происходило из молочных, а не из мясных пород доноров (53,3% и 62,3%; соответственно). Так что будущее «пробирки» — за молочными стадами, и здесь она имеет фантастические возможности. Достаточно вспомнить, что срок службы высокопродуктивных коров на молочных комплексах редко превышает 2−3 лактации. Вместе с рекордистками уходит ценный генетический материал, взять который из яичников — наша задача.

Как источник ооцитов OPU применялся для 98,9% эмбрионов in vitro, остальные 11,2 тыс. эмбрионов получены из ооцитов на скотобойнях, из которых до пересадки дошли лишь 2 906 зародыша. В результате несовершенства инкубационных процедур только 6.6% яйцеклеток имеют шанс дать стельность реципиентам (около 45%). Непозволительная расточительность: «Сколково» — ау!

Еще одна особенность американского подхода — пускать в дело все что другие не могут. Из заготовленных через бойни США и замороженных 5633 эмбрионов, большая часть (3503) была отправлена на экспорт, скорее всего в Бельгию, которая в заготовке OPU эмбрионов не участвовала, но значиться как страна-реципиент 1315 оттаянных зародышей «из пробирки».

Конечно Россия, не США, но успехи Бразилии — впечатляют. Вот тебе и развивающаяся страна «третьего мира» — нам бы так развиваться в биотехнологиях воспроизводства. Почему автору симпатичны успехи Бразилии в эмбриотрансфере? При изобилии финансовых и технических возможностей (как в США) лидерство сверхдержавы в сложных технологиях не вызывает умиления — так и должно быть. Но когда не очень богатая страна в передовых технологиях утирает нос дядюшке Сэму — это вызывает уважение. Как говорят: из грязи, да в биотехнологические князи.

Место России в этой «грязе-князевой» пропорции стран, владеющих современными способами воспроизводства легко определить, исходя из полутысячи «пробирочных» эмбрионов 2019 года, это 0.05% мирового производства (Бразилия — 33.2%). По уши, в грязи.

Как отечество оказалось в этом незавидном положении во времена, когда в стране стоит бум «силиконового» фанфаронства (бахвальства) надо спросить у руководителей научно-технической политики. Чем в конце концов занимаются все эти нано-инно-скол-биоцентры уже не один десяток лет? Почему бы не направить их усилия на импортозамещение завоза племенного скота, эмбрионов и спермопродукции из-за рубежа за счет «пробирочных» способов размножения рекордисток и их репродуктивного клонирования?

Похоже, что повальное увлечение техникой in vitro в мире сменяется прагматизмом. С 2017 по 2018 год прирост числа «пробирочных» зародышей оказался менее значительным (+ 2,6%) чем показатель, наблюдаемый с 2016 по 2017 год (+ 48,9%). По-видимому, «пробирка» выходит на плато, как говорят инфекционисты.

Об этом же косвенно свидетельствует падение интереса к торговле «пробирочными» эмбрионами, который в количественном числе экспортированных эмбрионов in vivo увеличился на + 7,8%, тогда как для эмбрионов in vitro сократился на -35,4%.

Более того, по последним опубликованным данным IETS (Viana, 2018), отмечено увеличение на 48,9% числа полученных зародышей in vivo в мире по сравнению с прошлым 2017 годом. С другой стороны, производство эмбрионов in vitro в позапрошлом году сократилось на 21,7% [1]. Неужели вирус увлеченности пробирочными технологиями проходит и сообщество эмбриологов готово вернуться к старой доброй «традиции»?

Возврат интереса к традиционной ТЭ может осуществиться, если биотехнологам удастся нарастить качественный эмбриосбор после суперовуляции в 2−3 раза и убрать тормозящее воздействие доминантного фолликула (или чего-то еще) на стимулированный фолликулогинез.

Да и рекордные суперовуляции в 40−60 эмбрионов и яйцеклеток за сбор, которые иногда удивляют эмбриологов — свидетельствуют о нереализованном потенциале яичников, которые пока находятся в заторможенном состоянии, даже несмотря на стимулированную гонадотропную полиовуляцию.

Предпосылки к неограниченной полиовуляции есть — число зачаточных оогоний в яичниках самки составляет несколько сотен тысяч и сходен по потенциалу со сперматогенезом. Остается лишь уровнять в правах мужскую и женскую способность производить гаметы. Кто возьмется разблокировать стимулированный филликулогенез?

Хотя большинство эмбрионов других видов сельскохозяйственных животных все еще произведено традиционным методом, в 2018 году была заметна тенденция прироста использования пробирочных технологий на 675,8% у овец, на 1241,0% у коз (!) и на 85,6% у лошадей [1]. «Пробирка» завоевывает все больше почитателей в стадах других сельскохозяйственных животных.

Европейское сообщество по-старинке предпочитала традиционный эмбриотрансфер in vivo (79,3% качественного эмбриосбора), 80% его составил сбор от доноров молочных пород. «Нетрадиционная» ТЭ пока конфузит мелких и средних скотовладельцев Европейского Союза.

Всего in vivo + in vitro в ЕС было произведено 178,2 тыс. пригодных для пересадки эмбрионов. Их сбор на одно традиционное вымывание в Европе составил 6, на аспирацию ооцитов был близок к 2.6 — здесь есть над чем работать [3].

2018 год стал рекордным для почти 20-летней истории традиционной ТЭ: Европа провела 23,4 тысячи сборов эмбрионов, выдала «на-гора» 141,4 тыс. качественных зародышей. Из них 10% - российский вклад. Из 35 участников эмбриотрансфера в Европе у нас 5-е место после Франции, Германии, Италии и Нидерландов.

Еще 36.8 тыс. эмбрионов в ЕС получены после аспирации фолликулов (OPU), оплодотворения (IVF) и культивирования вне организма (in vitro), из них только 4.5% - российские. Мине, например, конфузно, а руководству РАСХН и Минсельхоза — нi!

Всего в ЕС высажено 126,1 тысяч эмбрионов традиционного происхождения, большей частью (60%) заморожено-оттаянными. После процедур in vitro осуществлено 28.8 тыс. ТЭ, половина — после оттаивания.

В отличие от мировой тенденции прироста производства «пробирочных» эмбрионов, в ЕС-2018 in vitro собрано меньше зародышей, в сравнении с предыдущим 2017 годом (38.3 против с 52.9 тыс. эмбрионов) включая послеубойный сбор ооцитов. И здесь опять не обошлось без российского следа.

Именно столько значил российско-бразильский довесок-2017 года (почти 30%) в производстве европейских эмбрионов «из пробирки». В следующем 2018 году мы его потеряли.

Вот здесь, пожалуйста, поподробнее…

В годовщину столетия октябрьского переворота бразильские специалисты компании «In vitro Brasil» (IVB) сделали нашей стране подарок в виде 28 тысяч пересадок эмбрионов породы абердин-ангус. Причем получили их за 45 дней непрерывных аспираций фолликулов на брянских фермах «Мираторга», оплодотворения ооцитов и выращивания зигот вне организма в переносных инкубаторах.

В итоге «играючи» вытащили Россию в лидеры Евросоюза по технике in vitro 2017 года [2].

Что же такого экстраординарного совершила компания смуглых бразильцев на брянских фермах, после чего о российской эмбриологии заговорили в Европе и мире? Мы писали об этом секретном мероприятии (управляющий брянским филиалом «Мираторга» отказался дать информацию о работе бразильцев) в подборке «Бразильский феномен». И если бы не настойчивость автора, добывшего информацию о ТЭ на брянских фермах окольными путями, об этом грандиозном успехе заокеанских коллег вряд ли кто-то узнал [4]. А так на сегодня — почти 8 тыс. просмотров.

«Пример того же Мираторга в 2017 году показывает, что за 1,5 месяцев работы под Брянском группа молодых биотехнологов из „IVB“ выполнила объем ТЭ, сравнимый с годовым (!) общеевропейским. После экстракорпорального оплодотворения пересадили 23 тыс. зародышей, получили 8 тысяч стельностей реципиентов. Сэкономили для компании „Мираторг“ на импорте 8-ми тысячного племенного стада почти 2 млр. руб. (!)».

Благодаря работе специалистов из «IVB» Россия впервые оказалась в лидерах Европы-2017 года. В отчете Международной организации ТЭ (IETS) нашим успехам в технологиях in vitro даже была уделена целая строка [1]: «Российская Федерация произвела 26 762 эмбрионов IVP, что составляет 51,5% итога Европы».

Другими словами — три года назад команде молодых бразильцев на фермах «Мираторга» удалось вздыбить ситуацию в российской и европейской эмбриологии, что хорошо заметно на диаграмме.

После этого триумфа «IVB» внезапно ушла из российского «Мираторга» громко хлопнув дверью — АЕТЕ вздрогнула, показатели ТЭ-2018 скакнули вниз. АЕТЕ нас даже пристыдила и привела в пример Нидерланды [3]:

«These were The Netherlands, increasing OPU activity by 3,184 sessions, and Russian Federation, where the activity decreased by 6,627 sessions from year 2017 to 2018». Ай-яй-яй!

Жаль, что этот бальзам на душу отечественной эмбриологии 2017 года оказался одноразовым дринком бразильского розлива.

Зато мы делаем ракеты и вот уже 8 лет (с момента начала сбора информации по ТЭ в России) вяло ковыряемся по пробирочным технологиям оплодотворения ооцитов и выращивания эмбрионов вне организма на уровне биотехнологической спячки: 100−600 пересадок в год. Зато в области балета — мы впереди…

В 2018 году в числе 12 европейских стран, владеющих этой сложной биотехникой воспроизводства «вне организма», Россия занимала почетное 3-е место (1659 эмбрионов) после Нидерландов и Германии. Но на фоне мирового производства миллиона эмбрионов in vitro, наша полутысяча пригодных эмбрионов 2019 года выглядит уже бледно (0,05%).

За счет ухода еще одной московской компании «в тень», на передовых позициях по использованию пробирочных технологий для эмбриотрансфера остался лишь «Бетагран-Липецк». Как говориться — спасибо, что живой.

Эмбриологи Бетаграна в прошлом году на донорах молочных пород выполнили 595 аспираций ооцитов, немного потеряли в эмбриосборе (-217 зародышей), но прибавили в общем числе высаженных (+107), особенно оттаянных эмбрионов (+80). Почти все ооциты (84.5%) оплодотворены сексированной спермопродукцией (в ЕС — 35.8%).

На аспирацию собрано около 1 (0.92) жизнеспособного эмбриона (в ЕС 2.6), до качественного зародыша доходит лишь каждый 10-й ооцит (в ЕС каждый 4-й).

«Сейчас на предприятии работает 41 человек. Все они прошли обучение в Англии, Голландии, Испании. В распоряжении центра есть мобильная лаборатория — эмбриомобиль, который снабжен необходимым оборудованием для вымывания, криоконсервации, хранения и трансплантации эмбрионов» [5]. Пожелаем успеха липецким эмбриологам и новому директору предприятия.

В чем сложность процесса ухода «за детьми» из пробирки? Вот еще выдержки из интервью профессора Леонида Голубца [6]. «Например, «покормить» их, правильно подобрать питательную среду — это очень тонкая, ювелирная работа. Клетка растет, ее потребности меняются, приходится учитывать множество компонентов.

Полученный «в пробирке» эмбрион выращивают 7−9 дней, после чего его сразу же пересаживают реципиенту (подготовленной суррогатной матери). Если такой возможности нет, его насыщают криопротектором и замораживают по специальной программе".

Одно время бразильским эмбриологам in vitro досаждала крупноплодность плодов, граничащая с уродствами. Ее удалось решить, как считают некоторые ученые, за счет замены органических компонентов сред на синтетические. Этот пример показывает, насколько важны исследования по подбору сред, температурных и воздушных режимов для зародышей, развивающихся вне организма.

Но доморощенные «няньки» из эмбриологов-производственников получаются плохие. Им просто некогда заниматься настройкой инкубаторов для отечественных ооцитов и эмбрионов и приходиться надеяться лишь на зарубежных разработчиков, которые не спешат делиться своими секретами выращивания эмбрионов.

Это же настоящее непаханое поле исследований для отечественных яйцеголовых вундеркиндов из силиконовых дворцов. Дерзайте, творите — утрите нос Северной и Южной Америке!

Применительно к российской практике бразильский опыт производства и ТЭ in vitro был бы эффективен в крупных мясных и молочных стадах. Таких, какими владеет, к примеру, Мираторг или молочная империя «Эконива» господина Штефана Дюрра.

Но что-то в том же Мираторге не заладилось после бразильских показательных «выступлений» in vitro, благодаря которым РФ вышла в лидеры европейской ТЭ-2017.

Было мнение, что работа бразильских специалистов на «швейных машинах» (аппаратах OPU по аспирации фолликулов) наносит непоправимый вред яичникам доноров. Но подтверждения травмы яичников и беременной матке автор в доступной литературе не нашел. Если это и так, то специалистам «Мираторга» следовало бы предоставить данные по выбраковке доноров ооцитов. Иначе создается впечатление, что «мираторговцы» испугались современной техники воспроизводства, а может быть недоросли до квалификации специалистов из развивающейся страны.

По самым последним слухам бразильцы вновь в Мираторге! «Партизанщина» продолжается?

В связи с этим было бы полезно понять российские «тормоза» применения современных масштабных технологий в воспроизводстве племенного скота. Может кто-то из специалистов, поработавших на «мясных и молочных» королей или сами собственники скота поделятся мыслями почему возить из-за рубежа «Племя» до сих пор выгодней, чем его воспроизводить по примеру Бразилии и США с использованием эмбриотрансфера?

Автор: Виктор Мадисон, кандидат биологических наук

Полную версию статьи можно прочитать на сайте © DairyNews.today