4D-mikroskop skal forbedre kunstig befrugtning

 

Omkring otte procent af samtlige danske fødsler er hjulpet af private eller offentlige fertilitetsklinikker.

Kun en fjerdedel af alle reagensglas-behandlinger resulterer i et barn. For ud af de normalt 6 til 12 æg, der udtages fra kvinden, er der kun nogle få levedygtige.

For at øge chancen for en graviditet lægger fertilitetslægerne derfor nogle gange flere æg op i livmoderen. Konsekvensen er, at mange kvinder får tvillinger, hvilket øger risikoen for en lang række komplikationer.

Det problem vil mediotek-virksomheden Unisense Fertilitech gøre noget ved. I samarbejde med Alexandra-instituttet samt forskere på Aarhus Universitet, Københavns Universitet og Hvidovre Hospital er Unisense Fertilitech gået i gang med at udvikle en banebrydende ny teknologi i form af en rugekasse samt et såkaldt 4D-mikroskop, der kan hjælpe lægerne med at finde frem til de æg, der har den bedste kvalitet.

VIDSTE DU

På verdensplan foretages der godt 1,2 millioner reagensglas-behandlinger om året. Danmark er et af de lande, hvor der udføres flest behandlinger.

»Vi har en klar forventning om, at de værktøjer, vi skal udvikle, vil kunne øge succesraten betydeligt - de mest optimistiske af vores samarbejdspartnere regner med at succesraten kan øges fra 25 til 40 procent,« siger lederen af Unisense Fertilitech Niels Birger Ramsing.

Rugekasse med indbygget overvågning

Visionen er, at 'rugekassen' skal give æggene de mest optimale vækstbetingelser i et lukket miljø via en uhyre præcis temperatur- og gasstyring. Inde i kassen vil forskerne placere et banebrydende nyt mikroskop, der med bestemte tidsintervaller tager en række billeder af hvert æg. Billederne sendes herefter over til en computer, der samler billederne til en detaljeret 3D-model af ægget, og resultatet er en 3D-film af æggets udvikling. 

Forskerne har derfor døbt mikroskopet 4D CellVision - med tiden (filmen) som den fjerde dimension.

Da et befrugtet æg gennemgår en meget kompliceret udviklingsproces, hvor nogle afgørende begivenheder skal foregå til bestemte tidspunkter, vil filmen kunne afsløre hvilke æg, der udvikler sig normalt, og hvilke der ikke følger den normale udvikling.

»Ved at studere æggets tilstand på udvalgte tidspunkter i udviklingsforløbet kan man se, om det følger det normale mønster, eller om det er fejlbehæftet. Vi vil altså kunne udpege de bedste æg, der har den største chance for at kunne blive til et barn,« siger Niels Ramsing.

Han pointerer, at man dermed også vil kunne nøjes med at opsætte et enkelt æg ad gangen, så man undgår de risikofyldte tvillinge- eller trillingegraviditeter og fødsler.

Små forskelle betyder det hele

Idéen om at udvælge det bedste æg er ikke ny, for allerede i dag forsøger bioanalytikere og biologer at lave en sortering. I dag sættes æggene til dyrkning i et varmeskab - men for at få et indtryk af, hvordan æggene har det, er laboratoriepersonalet gentagne gange er nødt til at tage æggene ud af skabet og studere dem under et mikroskop.

Ny forskning har vist, at man ud fra løbende videooptagelser og 3D-visualieringer af æggenes udvikling kan analysere en lang række nøglebegivenheder, som eksempelvis celledelinger. (Foto:Alexandra-Instituttet)

»Den behandling kan stresse æggene og hæmme deres udvikling. Og samtidigt får personalet kun et øjebliksbillede af, hvordan ægget har det. Den teknologi, som vi har i støbeskeen, vil kunne følge de gradvise og uhyre små ændringer over tid, og dermed afsløre defekter på et betydeligt tidligere tidspunkt, end man kan i dag,« siger Niels Ramsing.

Software skal genkende celler

Om få måneder begynder de egentlige udviklingsarbejde af den computerteknologi, der skal til for at kunne skabe 3D-modellerne og analysere de mange billeder. Og den software, der skal lave billedbehandlingen, skal udvikles af eksperter i medicinsk billedbehandling på Alexandra-instituttet.

LÆS OGSÅ

Solens stråler giver powersæd

»Det bliver en stor og interessant udfordring for os, for det er svært at få en computer til at afgøre, hvilke pixels på billederne der tilhører hvilke celler, efterhånden som de deler sig. Dertil kommer, at billederne typisk vil være fyldt med støj og kunsten er at udvikle en software, der er i stand til at filtrere støjen fra,« siger Senior R&D Scientist Jesper Mosegaard, der er ph.d. i datalogi.

Indtil videre findes rugekassen og kameraet kun på tegnebrættet, men Højteknologifonden har netop bevilliget 13,7 millioner kroner til at føre planerne ud i livet.

Forskerne regner med at have de første prototyper klar til klinisk afprøvning i 2010, men projektet forventes først afsluttet i slutningen af 2011.

Links
3D-visualisering af befrugtede ægs udvikling Uniscense Fertilitech A/S Læs også på videnskab.dk: Solens stråler giver power-sæd

Denne film viser udviklingen af et museembryo i eet af Unisense Fetilitec's instrumenter. Tallet i det nederste venstre hjørne angive antallet af timer siden befrugtningen. Filmen løber altså over knap syv døgn. Det er Lars Borregaard Petersen fra Unisense FertiliTech der har lavet forsøget og optaget filmen.

Menneskets reproduktion er elendig  Antallet af reagensglas-behandlinger er stigende. Årsagen er, at vi får børn senere og senere i vores liv. »Menneskets reproduktion er betydeligt dårligere end den er hos andre pattedyr. Og rent evolutionært er vi ikke tilpasset p-pille, kondom og godt helbred, som tilsammen har udskudt det tidspunkt hvor et par typisk begynder at ønske sig børn og forsøge før alvor. Når vi endelig går i gang med at formere os, er vores reproduktive fitness allerede markant reduceret - i nogle tilfælde er det desværre ikke længere muligt på naturmetoden. Derfor tyr flere og flere par til reagensglas-behandling,« siger han. Umiddelbart kan det lyde brutalt, at man går efter det bedste æg i en fertilitetsbehandling. Men det er ikke et spørgsmål om at udvælge børn med specielle egenskaber, kun at finde et befrugtet æg, som er levedygtigt, og som derfor har mulighed for at udvikle sig til et sundt og raskt barn, påpeger Niels Ramsing. Opgaven er at hjælpe de par, der går i reagensglasbehandling, som typisk har forsøgt at få børn i flere år, uden at det er lykkedes. »Erfaringen viser, at mange barnløse par bliver ved med at være barnløse, hvis ikke de får reagensglasbehandling. Menneskets befrugtning er nemlig meget dårlig i forhold til andre pattedyr, hvor der ofte kun skal en enkel parring til for at opnå drægtighed. Behandlingen står og falder derfor med at finde frem til de ganske få æg, som er levedygtige,« siger Niels Ramsing. Årsagen til menneskets elendige reproduktion er, at det tager usædvanligt langt tid, helt op til 15 år, før ungerne er i stand til at tage vare på sig selv og skaffe deres egen føde. »Det kræver en betydelig indsats af både hunnen og hannen at bringe et levedygtigt barn op gennem de første kritiske år, indtil det kan tage vare på sig selv. For at forhindre hannen i at stikke af med en anden parringsvillig hun, dyrker parret sex hele tiden. Så rent evolutionært er der god mening i, at menneskets fertilitet er dårligere - ellers ville parret få mange flere børn, end det kan overkomme.«