Embriyo kültürü basitçe rahim içi ortam şartlarının (in vivo) laboratuvarda oluşturulması(in vitro) ve bu suni ortamda embriyoların geliştirilmesi olarak tanımlanabilir. Bu ortam şartları;

• Vücut sıcaklığı olan 37 C ve kandaki seviye olan %5-6 karbondioksit oranını kontrollü olarak sağlayan inkübatörler
• Embriyoların besin ve hücresel yapıtaşı ihtiyaçlarını karşılayacak kültür solüsyonları
• Kültür sürecinde kontaminasyon riskini en aza indirecek steril çalışma alanları
• Partiküller ve uçucu organik bileşiklerden temizlenmiş laboratuvar havalandırması
• Bu şartların sağlanmasını ve devamlılığını kontrol edecek uzman personel

şeklinde özetlenebilir. Bu konunun detaylarını “Kalite Kontrol” başlıklı yazımızda bulabilirsiniz.

Embriyo kültüründe bu amaç için özel olarak üretilmiş ve gerekli kalite kontrol testleri (MEA-mouse embryo assay, LAL endotoxin test) yapılmış hazır solüsyonlar kullanılmaktadır. Bu solüsyonların ortak noktaları, embriyoların gelişim sürecinde ihtiyaç duyacakları enerji kaynakları (piruvat, glikoz), yapıtaşları (aminoasitler), pH tamponları (bikarbonat) ve mineraller ile destekleyici bileşenleri (EDTA, albumin) içermesidir. Genel olarak kültür sistemlerinde iki farklı yaklaşım söz konusudur; ardışık kültür ve mono kültür. Ardışık kültür ortamı yaklaşımında, embriyoların doğal ortamında, tüplerde ve rahim içerisinde farklı ortam şartlarına maruz kaldığı ve dolayısıyla laboratuvarda da aynı değişken şartların sağlanması gerektiği savunulmaktadır(back to nature-doğaya dönüş). Mono kültür yaklaşımında ise embriyonun gelişim sürecinde aynı kültür solüsyonu içeriğinden değişen ihtiyaçlarına göre farklı oranlarda kullanabilme yeteneği olduğu, bu nedenle solüsyon içeriğini gelişim dönemine göre değiştirmenin gereği olmadığı savunulmaktadır (let the embryo choose-bırak embriyo seçsin). Her iki yaklaşım da, kullanan laboratuvarın performansına bağlı olarak, benzer oranlarda başarılı sonuç vermektedir.

Embriyo gelişimi döllenmiş yumurtanın (zigot) ilk bölünmeyi geçirmesiyle (20-26.saat) başlar. Bu gelişim süreci klivaj ve blastokist dönemi olarak ikiye ayrılır;

Klivaj dönemi:

Embriyonun 2 hücreden(OPU’dan sonraki 1.gün), 15-20 arası sıkıca birleşmiş hücre içeren (morula) aşamaya kadar (OPU’dan sonraki 4.gün) olan gelişimi klivaj(bölünme) dönemi olarak adlandırılır. Bu dönem adından da anlaşılabileceği gibi embriyonun mitoz bölünme ile hücre sayısını arttırdığı dönemdir. Fakat görünenin dışında hücre içerisinde muazzam metabolik faaliyetler, protein sentezi ve DNA kopyalama işlemleri gerçekleştirilmektedir. Bu dönemde gerçekleşen en önemli değişimlerden biri 8 hücre aşamasından sonra artık sperm genetik yapısının da embriyo gelişimini yönlendirmeye katılmasıdır (embriyonik genom oluşumu). Dolayısıyla sperm kaynaklı olası problemler çoğunlukla bu aşamadan sonra ortaya çıkmaktadır. Son yıllarda sürekli izleme sistemli cihazlar ile yapılan çalışmalar bu dönemdeki mitoz bölünme zamanlamalarının embriyonun ileri gelişim potansiyeli ve genetik yapısı ile ilgili bilgi verebileceğini göstermektedir.

Bu dönemde embriyo kalitesi başlıca hücre sayısı, hücrelerin birbirlerine görece boyutları ve fragmantasyon (hücre parçacıkları) varlığı ve oranına göre belirlenir. Ek olarak gözlenen olası morfolojik anomaliler (vakuol-sıvı dolu kesecik, granülasyon) embriyo kalitesini olumsuz etkileyebilirler. Buna göre klivaj dönemi embriyo kalitesi tanımlamaları aşağıdaki şekildedir;

• 1. Kalite: Eşit blastomer büyüklüğüne sahip, %0-5 oranında fragmantasyon içeren embriyo
• 2. Kalite: Eşit blastomer büyüklüğüne sahip, %5-10 oranında fragmantasyon içeren ya da blastomer boyutları hafifçe farklı, fragmantasyon içermeyen embriyo
• 3. kalite: Blastomerler boyutları hafifçe farklı, %10-20 oranında fragmantasyona içeren veya blastomer boyutları ciddi oranda farklı,  fragmantasyon içermeyen embriyo
•  4. Kalite: Blastomer boyutları ciddi oranda farklı,  %10 üzerinde fragmantasyon içeren ya da astomer sayısı net sayılamayan, %20 dan fazla fragmantasyona sahip embriyo

Blastokist dönemi:

Morula aşamasındaki sıkıca birleşmiş hücreler arasında sıvı dolu boşluklar (blastosöl) ortaya çıkması ile başlayan gelişim aşaması blastokist olarak adlandırılır. Blastokist dönemi, klivaj döneminden, mevcut hücrelerin artık farklı görevler için başkalaşmaya başlamasıyla ayrılır. Hücrelerin bir kısmı embriyonun çeperlerini (trofektoderm) oluşturacak şekilde yayılırken, diğer bir grup hücre blastosöl içerisinde ayrı bir sıkı paketlenmiş hücre grubu (ICM-iç hücre kitlesi) oluştururlar. Blastokistin rahime tutunması (implantasyon) sonrası fetal gelişim evresinde trofektoderm hücreleri gebelik kesesini (gestational sac) oluştururken, ICM hücreleri bebeği (fetus) meydana getirirler.

Blastokist dönemi embriyo kalitesi başlıca blastosöl hacmi ve  ICM ile trofektodermdeki hücre yoğunluğuna göre belirlenir. Ek olarak gözlenen olası morfolojik anomaliler (vakuol, ayrı hücreler, dejenere hücreler) embriyo kalitesini olumsuz etkileyebilirler. Buna göre blastokist dönemi embriyo kalitesi tanımlamaları aşağıda belirtilen 3 başlık altındaki değerlendirmenin kombinasyonu ile yapılır;

Blastosöl hacmine göre:

• 1 –  Blastosölün oluşmaya başlaması, blastosöl hacminin embriyo hacminin yarısından az olması
• 2 –  Blastosöl hacminin embriyo hacminin yarısından fazla olması
• 3 –  Blastosöl hacminin embriyo hacminin tamamını kaplaması
• 4 –  Blastosöl hacminin embriyo hacminden büyük olması, zona’nın incelmesi
• 5 –  Zona çeperinin kırılarak embriyonun dışarı çıkmaya başlaması
• 6 –  Embriyonun tamamen zona’dan çıkması

ICM hücre yoğunluğuna göre:

• A – Sıkı paketlenmiş çok sayıda hücre
• B – Gevşek grup oluşturan az sayıda hücre
• C – Çok az ya da hiç hücre olmaması

Trofektoderm hücre yoğunluğuna göre:

• A – Pekçok sıkıca bitişik hücreden oluşan yapı
• B – Az sayıda hücreden oluşan gevşek yapı
• C – Çok az sayıda büyük hücreden oluşan yapı

Bu değerlendirmeye göre ideal blastokist kontrol zamanlamasında (IVF/ICSI sonrası 106-108.saat) en kaliteli blastokist 4AA, en düşük kaliteli olan ise 1CC olarak değerlendirilebilir.

Embriyo kalite değerlendirmesi, sadece mevcut embriyolar arasında gebelik oluşturma ihtimali en yüksek embriyonun seçimini sağlamakta yardımcı olmakta, gebelik sonrası oluşabilecek herhangi bir komplikasyonun ya da olası genetik anormalliklerin tespiti için yardımcı olamamaktadır. Bu gibi risklerin tespiti ve olası önlemler için ileri tetkik ve uygulamaların kullanılması gerekmektedir.

AHA (Assisted Hatching-Yardımlı tomurcuklama):

Embriyolar blastokist aşamasında iken trofekderm hücrelerinden salgılanan lizin enzimi yardımıyla zona çeperini inceltir ve yine trofektoderm hücrelerinin blastosöl içeriğindeki iyon konsantrasyonunu değiştirmesi sayesinde artan iç sıvı basıncının yardımıyla zona’yı yırtarak dışarı çıkarlar (hatching-tomurcuklanma). Embriyonun rahime tutunması (implantasyon) ancak embriyo zona’dan tamamen çıktıktan sonra gerçekleşebilir.

Bu konuda yapılan çalışmalar, embriyoların laboratuvar ortamında kültürünün ve özellikle embriyo dondurma çözme işleminin zona’yı sertleştirici etkisi olduğunu ve dolayısıyla embriyonun çıkışını güçleştirdiğini göstermiştir. Ek olarak, ileri kadın yaşının ve zona tabakasında gözlenen anomalilerin de(kalın ya da düzensiz zona yapısı, ekstra iç zar-inner membrane varlığı gibi) benzer zorlaştırıcı etkiye neden olduğu düşünülmektedir.

Bahsedilen olumsuzlukları aşabilmek için zona çeperinin transfer öncesi inceltilmesinin faydalı olduğu bilimsel çalışmalarla gösterilmiştir. Bu amaçla tanımlanmış mekanik, kimyasal ve lazer uygulamaları tanımlanmış olmakla birlikte, içlerinde en etkin ve yaygın olarak kullanılanı lazer uygulamasıdır. Bu uygulamada, inverted mikroskoba monte edilen ve embriyoya minimum zarar verecek dozda lazer ışını sağlayan, bu işlem için özel üretilmiş cihazlar kullanılarak, hücrelere en uzak bir noktadan zona tabakasına yapılan lazer atışları ile inceltme yapılabilir. Çoğunlukla zona tabakasını yarı yarıya inceltecek ardışık 3 atışın yapılması yeterli olmaktadır. İleri derecede zona anomalilerinin mevcudiyeti halinde inceltme yerine tamamen açıklık oluşturulması da tercih edilebilmektedir. 3 ve üzeri blastokist seviyelerinde yapılacak lazer atışları, artık zonaya çok yakın olan trofektoderm hücrelerine zarar verebileceği için, bu aşamalarda kullanımı tercih edilmemektedir.