Культивирование in vitro гамет и преимплантационных эмбрионов млекопитающих является основой современных РТ, таких как ЭКО, создание банков (криобанков) генетических ресурсов и многих других. Хотя исследования в этой области проводятся достаточно давно, до сих пор многие вопросы относительно влияния оплодотворения in vitro и последующего культивирования на развитие эмбриона и фенотипические признаки в постнатальном онтогенезе остаются неясными.
После рождения первого ребенка, зачатого в результате ЭКО, прошло уже 45 лет, а общее число детей, рожденных с применением РТ, достигло 10 миллионов. В настоящее время наряду с традиционным вариантом ЭКО, предполагающим минимальные воздействия на зародыши и гаметы, а также относительно небольшое время пребывания их в культуральных средах, все большее значение приобретают более сложные технологии, такие как, например, интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида. Более того, одной из основных тенденций в данной области, начиная с 2000-х гг., является более длительное культивирование полученных при помощи ЭКО зародышей человека. Все это порождает запрос на изучение возможных отдаленных эффектов воздействия in vitro на стадии преимплантационного зародыша на последующий онтогенез, склонность к тем или иным заболеваниям, а также на поиск новых подходов к культивированию эмбрионов вне организма.
Имеются определенные технические и клинические сложности в изучении детей, рожденных в результате ЭКО и других РТ, в сравнении с обычными детьми, поскольку данные методики на протяжении 45 лет изменялись, и разные лаборатории придерживались не одинаковых протоколов, а также из-за молодого возраста подавляющего большинства детей, рожденных в результате ЭКО. В связи с этим, особое значение приобретают экспериментальные работы на лабораторных животных, которые позволяют, как изучать эффекты культивирования преимплантационных эмбрионов в условиях in vitro, так и исследовать факторы, способствующие оптимизации этих условий.
РТ активно применяют на лабораторных и сельскохозяйственных животных, что связано как с запросом на создание криобанков для сохранения генетических ресурсов редких и исчезающих видов животных, так и cускорением генетического прогресса в сельском хозяйстве. Эти технологии имеют своим элементом культивирование преимплантационных эмбрионов in vitro. Наряду с исследованием видовой специфики, то есть специальных требований к условиям развития вне организма, характерных для того или иного вида млекопитающих, имеются общие принципы культивирования эмбрионов животных in vitro. В нижеследующих разделах дан критический анализ этих принципов, а также рассмотрена гипотеза о том, что здоровье и болезни определяются условиями пренатального онтогенеза. Наиболее полно представлены данные, полученные на традиционных лабораторных животных: мышах, крысах и золотистых хомячках. Кроме того, проанализированы эффекты субоптимальных условий in vitro на формирование фенотипа и представлены современные подходы, направленные на оптимизацию развития in vitro преимплантационных эмбрионов млекопитающих.
