22 november 2018

Betere embryo’s met eileider-op-een-chip technologie

Bevruchte eicellen vanuit een eileider-op-een-chip lijken veel op eicellen in de natuurlijke situatie, terwijl eicellen vanuit reageerbuisbevruchting duidelijk van beiden afwijken. Dat concludeert  Bart Gadella van de faculteit Diergeneeskunde samen met collega’s in een artikel in Nature Communications. Reageerbuisbevruchting is een veelgebruikte techniek voor de behandeling van onvruchtbaarheid en productie van embryo’s bij de mens én in de veefokkerij. In de natuurlijke situatie vindt de bevruchting plaats in de eileider, dat is efficiënter en levert embryo’s op met betere eigenschappen voor het verkrijgen van nakomelingen.

Met behulp van onder meer 3D-celkweek is een 3D-rundereileider-op-een-chip-kweeksysteem ontworpen. In dit systeem is de eileider op een doorlaatbaar membraan gekweekt. Hierdoor kan aan de onderkant de bloedcirculatie worden nagebootst inclusief verschuivingen van hormoonspiegels, welke optreden vlak voor en na de normale eisprong. Ook kunnen aan de bovenkant spermacellen en eicellen worden ingebracht en geactiveerd, zodat er een verbeterde bevruchting plaatsvindt.

Eileider-op-een-chip opstelling

Eicel-op-een-chip beter vergelijkbaar met natuurlijke situatie

Onderzoeker Marcia Ferraz vergeleek de embryonale stadia die ontstaan in de kunsteileider met dezelfde embryonale stadia uit reageerbuisbevruchting en met natuurlijke embryonale stadia uit de eileider van koeien. Al bij de eerste deling van de bevruchte eicel-op-een-chip blijkt er een proces op te treden (DNA de-methylering) dat latere genexpressie kan beïnvloeden tijdens ontwikkeling van de embryo. Dit proces lijkt veel op de bevruchte eicellen in de natuurlijke situatie, terwijl de bevruchte eicellen vanuit reageerbuisbevruchting van beiden duidelijk afwijkt.

Bevruchting in de eileider is efficiënter en levert embryo’s op met betere eigenschappen voor het verkrijgen van nakomelingen.
Bart Gadella
Bart Gadella

Efficiënter en betere eigenschappen

“Wellicht kan het verschil verklaren dat innesteling van reageerbuisembryo’s een relatief inefficiënt proces is”, vertelt Gadella. “De huidige technieken voor reageerbuisbevruchting gaan voorbij aan factoren die een rol spelen bij het natuurlijke bevruchtingsproces in zoogdieren. Dit vindt namelijk plaats in de eileider. Dat is efficiënter en levert embryo’s op met betere eigenschappen voor het verkrijgen van nakomelingen.” Een collega van Gadella, Heiko Henning, werkt aan een paardeneileider-op-een-chip. Reageerbuisbevruchting bij paarden werkt niet, wellicht kan de eileider-op-een-chip een uitkomst bieden.

Het onderzoek is uitgevoerd door de onderzoeksgroep Fertility and Reproduction van de faculteit Diergeneeskunde. De ontwikkeling van de eileider-op-een-chip techniek was mogelijk via een samenwerking met het MESA+ van de Universiteit van Twente (Severine le Gac) en met de Universiteit van Bonn (Michael Hölker).