Среды для культивирования эмбрионов-история разработки и составы

по прописи в любой лаборатории
можно изменять содержание каждого компонента (оптимизация среды)
отсутствуют незапланированные биоактивные вещества (ферменты, гормоны, ростовые факторы и т.п.)

Пути разработки CDM

Эмпирический подбор компонентов для получения наибольшего успеха (максимальный % развития
in vitro):
Принцип “let the embryo choose ”

Подпор компонентов на основе изучения состава среды, в которой эмбрион развивается
in vivo:
Принцип “back-to-nature”

бластоцисты (8 компонентов, растворенных в воде)
1957: Whitten – эмбрионы развиваются в культуре при замене хлорида кальция на лактат кальция (но развития с зиготы не получилось).
1958: Ann McLaren и John D Biggers культивировали на этой среде эмбрионы с 8-ми клеток, пересадили суррогатной матери и родились мышата
1963-66: Ralph Brinster, цикл работ - исследование изменения состава среды на развитие эмбрионов (воздействие источников энергии (содержание глюкозы и лактата); воздействие осмолярности среды, влияние газовой фазы (кислород).
Ralph Brinster 1967 – для развития эмбриона с зиготы необходимо присутствие в среде пирувата (сейчас все сред для развития эмбрионов млекопитающих
содержат пируват, в т.ч. и среды для культивирования эмбрионов млекопитающих.
John D Biggers - серия работ по улучшению состава, в т.ч. исследование влияния концентрации различных ионов на успех культивирования; использовал методы математического моделирования для оптимизации сред.

Создание сред для эмбрионов

Принцип “let the embryo choose ”

только вариант А – культивирование с микрокаплях под маслом и вариация варианта
С – культивирование в 4-х луночной плате

Принцип “let the embryo choose ”

оценивать взаимодействие компонентов в среде при изменении их концентраций?

В данном случае представлена оценка совместного действия 2-х компонентов в зависимости от их концентраций в среде при помощи этой модели: 3-х мерная модель.
При изменении N компонентов среды – нужна n+1 - мерная модель

Принцип “let the embryo choose ”

для решения проблемы были использованы математические программы и компьютерные модели

Sequential simplex optimization
SOM - simplex optimization method
Среда KSOM

Liwitts, Biggers:
“…. Two computer programs are now commercially available to control the experimental program—COPS from Elsevier Scientific Software, New York, USA, and SIMPLEX-V® from Statistical Programs, Houston, Texas, USA.
We have adapted the COPS program to optimize 10 components in a medium for the culture of mouse preimplantation embryos. Our method takes into consideration the biological variation associated with culture systems…. “

a spatial configuration of n dimensions determined by n + 1 points in a space of dimension equal to or greater than n