Для разных видов млекопитающих, включая некоторых сельскохозяйственных, а также представителей отряда хищных, в частности, для домашней кошки, характерно большое содержание внутриклеточных липидов в ооцитах и преимплантационных эмбрионах. Большинство этих видов являются проблемными для криоконсервации эмбрионов. Выяснение механизмов, лежащих в основе высокой криочувствительности богатых липидами эмбрионов, находится на переднем крае криобиологических исследований. Семейство кошачьих включает уязвимые и находящиеся под угрозой исчезновения виды, ооциты и клетки преимплантационных эмбрионов которых богаты внутриклеточными липидами. Домашняя кошка рассматривается как исследовательская модель для внедрения подхода сохранения генетических ресурсов к диким видам кошачьих, поскольку преимплантационные эмбрионы кошек легко доступны in vitro. Поэтому изучение криоконсервации эмбрионов домашних кошек в сочетании с модификацией внутриклеточного содержания липидов может повлиять на будущий успех применения данного подхода к диким видам кошачьих.
Липидные гранулы (ЛГ) чувствительны к охлаждению и могут быть затронуты криоконсервацией, хотя механизмы криоповреждения в клетках эмбрионов, богатых липидами, остаются плохо изученными. Фазовый переход воды во время процесса охлаждения связан с повреждением клеток и снижением их жизнеспособности. Подобно кристаллизации водного раствора, липиды, содержащиеся в больших количествах в ЛГ клеток эмбрионов, богатых липидами, подвергаются фазовому переходу липидов (ФПЛ), который может инициировать повреждения, связанные с перераспределением и упорядочением липидных молекул. ФПЛ в клеточных мембранах и ЛГ приводит к разделению фаз, которое, как предполагается, влияет на их функциональные свойства. Одной из стратегий снижения повреждения клеток является удаление внутриклеточных липидов из клеток эмбриона. Было показано, что делипидизация оказывает положительное влияние на жизнеспособность ооцитов и эмбрионов после криоконсервации у нескольких видов млекопитающих, включая домашнюю кошку. Другая стратегия заключается в изменении липидного состава ЛГ с целью улучшения результатов криоконсервации ооцитов и преимплантационных эмбрионов. Несколько исследований показали, что воздействие ненасыщенных жирных кислот (ЖК) in vitro, в частности линолевой (ЛК) и олеиновой кислот (ОА), улучшает развитие эмбрионов и повышает их жизнеспособность после криоконсервации у некоторых видов млекопитающих. Насыщенные ЖК оказывают противоположное действие на развивающиеся эмбрионы млекопитающих. Воздействие стеариновой кислоты (СК) in vitro, в частности, увеличивает уровень апоптоза и снижает число клеток в эмбрионах крупного рогатого скота (КРС), что пагубно влияет на их способность к развитию. Более того, воздействие СК на эмбрионы КРС при культивировании in vitro значительно снижает их криоустойчивость.
Кроме того, было показано для ооцитов кошек, что при их охлаждении ЛГ претерпевают фазовое разделение и фазовый переход. При охлаждении более насыщенные липиды в составе липидных гранул претерпевают фазовое разделение раньше, а ненасыщенные позже. Недавняя работа на ооцитах домашних кошек показала, что после добавления СК во время их дозревания in vitro и последующей криоконсервации при помощи программного замораживания, часть насыщенных липидов может оставаться в упорядоченном конформационном состоянии после оттаивания. Однако влияние воздействия СК во время культивирования in vitro на эмбрионы домашних кошек на их выживаемость после криоконсервации до сих пор не было проверено. Связь между разделением фаз, тугоплавкостью насыщенных липидов и эффективностью криоконсервации также пока не изучена.
Существуют отдельные наблюдения, показывающие, что снижение температуры начала ФПЛ (T*) улучшает криоустойчивость репродуктивных клеток и зависит от степени ненасыщенности липидов. Основываясь на существующих исследованиях, мы предпологаем, что воздействие in vitro на богатые липидами преимплантационные эмбрионы ненасыщенных или насыщенных ЖК посредством изменения T* будет влиять на эффективность криоконсервации. В нашей недавней работе воздействие ненасыщенной ЛК на эмбрионы домашних кошек при культивировании in vitro вызвало увеличение степени ненасыщенности внутриклеточных липидов, что в свою очередь привело к снижению T*. Эти изменения привели к более эффективной криоконсервации эмбрионов домашних кошек, что дает дополнительное основание для дальнейших исследований в данной области.
(с) Евгений Юрьевич Брусенцев