Οι μαθηματικοί χρησιμοποιούν την τεχνογνωσία τους για να βελτιώσουν τα χαμηλά ποσοστά επιτυχίας που συνοδεύουν έως τώρα την εξωσωματική γονιμοποίηση, όπως υποστηρίζουν σε μια νέα μελέτη.
Μια ομάδα ερευνητών έχει επανασχεδιάσει τη βελόνα που χρησιμοποιείται στις διαδικασίες εξωσωματικής γονιμοποίησης, συμβάλλοντας στην αύξηση της πιθανότητας απόκτησης μωρού μέσω αυτής της θεραπείας. Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Journal of Biomechanics, είναι το επιστέγασμα πενταετούς έρευνας για τη γονιμότητα.
Κατά τη διάρκεια της εξωσωματικής γονιμοποίησης, τα ωάρια λαμβάνονται από τις ωοθήκες ενός ατόμου και γονιμοποιούνται με σπέρμα σε εργαστήριο. Μόλις γονιμοποιηθεί, το ωάριο γίνεται έμβρυο -το οποίο στη συνέχεια εισάγεται στη μήτρα για να αναπτυχθεί.
Η συλλογή ωαρίων είναι επεμβατική και δαπανηρή και, σύμφωνα με υπολιγιστικά μοντέλα, οι τρέχουσες τεχνικές συλλέγουν με επιτυχία μόνο το 60% των διαθέσιμων ωαρίων. Όσο περισσότερα ωάρια μπορούν να συλλεχθούν, τόσο περισσότερες πιθανότητες για μια επιτυχημένη εγκυμοσύνη.
Πώς πέτυχαν οι επιστήμονες τη βελτίωση των ποσοστών επιτυχίας
Αυτή η τελευταία έρευνα μοντελοποίησης, με επικεφαλής τον Radu Cimpeanu, αναπληρωτή καθηγητή στο Warwick Mathematics Institute, University of Warwick, βοήθησε στη βελτίωση της αποτελεσματικότητας των βελόνων που χρησιμοποιούνται στην εξαγωγή ωαρίων.
Η ομάδα των ερευνητών το πέτυχε αυτό μέσω μαθηματικών και υπολογιστικών μοντέλων, τα οποία τους βοήθησαν να μελετήσουν τη σύνθετη ροή του υγρού μέσω των βελόνων που χρησιμοποιούνται στην εξωσωματική γονιμοποίηση.
Έδειξαν ότι στις παραδοσιακές μεθόδους εξωσωματικής γονιμοποίησης, όταν η βελόνα εισάγεται σε ωοθυλάκια (τα οποία περιέχουν ωοκύτταρα) στην ωοθήκη, η ροή υγρών μέσω της βελόνας μπορεί να βλάψει τα ωοκύτταρα.
Για να αντιμετωπιστεί αυτό, η ομάδα επανασχεδίασε τη βελόνα ώστε να έχει εξειδικευμένα πλευρικά κανάλια, που κατευθύνουν τη ροή υγρού μέσα στο ωοθυλάκιο για να μετακινούν απαλά το ωοκύτταρο προς το κοίλο άκρο της βελόνας.
Αυτό σημαίνει ότι τα ωοκύτταρα είναι λιγότερο πιθανό να κολλήσουν ή να καταστραφούν κατά την εξαγωγή, βελτιώνοντας σημαντικά τους αριθμούς που συλλέγονται σε αυτό το πρώιμο στάδιο της διαδικασίας -βελτιώνοντας έτσι και τα ποσοστά επιτυχίας της εξωσωματικής γονιμοποίησης.
Μέτρια τα έως τώρα ποσοστά επιτυχίας της διαδικασίας εξωσωματικής γονιμοποίησης
«Η μελέτη αντιπροσωπεύει ένα φανταστικό διεπιστημονικό εγχείρημα, με ιατρούς, μηχανικούς και μαθηματικούς να ενώνονται για να λύσουν ένα πρόβλημα από μια εντελώς νέα κατεύθυνση. Η μελέτη ξεκίνησε το 2018, ενώ ήμουν στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης και γρήγορα εξελίχθηκε σε μια διεθνή συνεργασία», ανέφερε ο καθηγητής Radu Cimpeanu και πρόσθεσε:
«Το να βλέπεις τα μοντέλα να ζωντανεύουν ως πρωτότυπα που χρησιμοποιούνται σε μελέτες πραγματικού κόσμου ήταν μια απίστευτα ικανοποιητική εμπειρία»
«Η σύγχρονη εξωσωματική γονιμοποίηση είναι μια μακρά και επίπονη διαδικασία και το ποσοστό επιτυχίας της είναι μέτριο, στην καλύτερη περίπτωση», ανέφερε με τη σειρά του ο Δρ. Έκτορας Γεωργίου, υποειδικευμένος στην Αναπαραγωγική Ιατρική & Χειρουργική του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Southampton NHS Foundation Trust και συμπλήρωσε:
«Μετά από μια συστηματική ανασκόπηση που απέδειξε ότι η πρακτική της έξαψης των ωοθυλακίων δεν βελτιώνει την απόδοση των ωαρίων ή τα αποτελέσματα της εξωσωματικής γονιμοποίησης, αναρωτήθηκα πώς θα μπορούσε να βελτιωθεί αυτή η ξεπερασμένη πλέον διαδικασία».
«Έχουμε εργαστεί επίσης με επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Nottingham και την Paragon Veterinary Group για να παραδώσουμε με επιτυχία αυτόν τον νέο τύπο βελόνας σε διαδικασίες εξωσωματικής γονιμοποίησης σε βοοειδή. Τώρα θέτουμε τα θεμέλια για μελέτες σε ανθρώπους και βρισκόμαστε σε συζητήσεις με τους κατασκευαστές ώστε να εφαρμόσουν αυτό το νέο μοντέλο σε κλίμακα».
«Παράλληλα με την εξωσωματική γονιμοποίηση, η έρευνα θα μπορούσε να έχει εκτεταμένα οφέλη, βελτιώνοντας τη χρήση βελόνων σε μια σειρά από ιατρικές θεραπείες», ανέφεραν καταληκτικά οι επιστήμονες.