ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Исследование теплового воздействия фемтосекундных лазерных импульсов на эмбрионы мыши в рамках процедуры вспомогательного хетчинга
1 Институт биологии гена Российской академии наук, Москва, Россия
2 Объединенный институт высоких температур Российской академии наук, Москва, Россия
Для корреспонденции: Марина Владиславовна Кубекина
ул. Вавилова, д. 34/5, 119334, г. Москва, Россия; moc.liamg@ymukyram
Финансирование: работы по проведению манипуляций с эмбрионами при помощи лазера и оценка уровней экспрессии генов, ответственных за синтез белков теплового шока, выполнены при финансовой поддержке РНФ в рамках научного проекта 23-19-00424 на оборудовании УНУ «Лазерный тераваттный фемтосекундный комплекс», входящей в состав ЦКП «Лазерный фемтосекундный комплекс» ОИВТ РАН. Работы по получению эмбрионов были выполнены при финансовой поддержке гранта номер 075-15-2021-668 (от 29.07.2021) УНУ Трансгенбанк.
Вклад авторов: М. В. Кубекина — проведение иммунофлуоресцентного окрашивания и определение уровня экспрессии белков теплового шока, написание статьи; М. А. Филатов — работа с эмбрионами, статистические методы обработки, написание статьи; Ю. Ю. Силаева — общее руководство экспериментом; Д. С. Ситников — проведение лазерной микрохирургии, обработка результатов, написание статьи; все авторы — обсуждение и редактирование статьи.
Соблюдение этических стандартов: исследование одобрено этическим комитетом ИБГ РАН (протокол № 1 от 25 сентября 2023 г.) и проведено в строгом соответствии с положениями Директивы 2010/63/EU Европейского Парламента и Совета Европейского союза от 22 сентября 2010 г. по охране животных, используемых в научных целях.
Одной из причин бесплодия является нарушение хетчинга — процесса вылупления эмбриона из специальной защитной оболочки (ZP, zona pellucida,) непосредственно перед имплантацией. Часто нарушение хетчинга обусловлено уплотнением или утолщением ZP. Для преодоления бесплодия в таких случаях прибегают к процедуре вспомогательного лазерного хетчинга, когда с помощью лазера в ZP делают отверстие, облегчая выход эмбриона из нее. Вопрос безопасности применения лазера для проведения процедуры вспомогательного хетчинга остается открытым, поскольку лазерное излучение способно нагревать окружающую среду и потенциально вызывать у эмбрионов термический шок. Целью настоящей работы было оценить безопасность фемтосекундного лазерного воздействия на эмбрионы мыши в рамках процедуры вспомогательного хетчинга, используя методы исследования жизнеспособности эмбрионов и уровней экспрессии генов HSP. Для диссекции ZP в работе использовали новый тип источника лазерных импульсов фемтосекундной длительности. Энергия указанных импульсов на два порядка ниже энергии миллисекундных лазерных диссекторов, применяемых в клиниках в настоящий момент. Для оценки фемтосекундного лазерного воздействия на эмбрион производили окрашивание эмбрионов домовой мыши (Mus musculus) флуоресцентными красителями, а также оценивали уровни экспрессии генов, кодирующих белки теплового шока: Hsp90aa1 и Hspa5. После выполнения процедуры вспомогательного лазерного хетчинга с использованием фемтосекундного лазера клетки эмбрионов сохраняли жизнеспособность, а уровни экспрессии генов, кодирующих белки теплового шока, повышались незначительно по сравнению с группой отрицательного контроля (p = 0,408).
Ключевые слова: белки теплового шока, бластоциста, вспомогательный лазерный хетчинг, фемтосекундные лазерные импульсы, эмбрион, мышь, блестящая оболочка, zona pellucida