Урок 90. Репродуктивна медицина. Технології штучного запліднення
Матеріал
Урок 90. Репродуктивна медицина. Технології штучного запліднення
Місце уроку в темі: Фінальний урок блоку. На основі етичного базису попереднього уроку ми розбираємо цитологічні та молекулярні механізми ДРТ (Допоміжних репродуктивних технологій).
Проблема уроку: Як знання про клітинний цикл та генетику дозволяють “ремонтувати” людську репродукцію? Де межа між медициною та генною інженерією майбутнього?
Очікувані результати для вчителя:
Очікувані результати для учнівства:
Ключові слова:
- ЕКЗ
- ІКСІ
- ПГД
- сурогатне материнство
- дизайнерські діти
- біоетика
- кріоконсервація
- суперовуляція
- пункція фолікулів
- культивування ембріонів
- бластоциста
- цитоплазматичний перенос
- мітохондріальна донація
План уроку
- Вступ
- Мотивація
- Повторення
- Тобі може знадобитися
- Життєва ситуація
- Попрактикуй самостійно
- Рефлексія
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
🛠 Як провести:
- Фіксувати всі ідеї учнів на дошці
- Відповідь на фото одна й та сама людина Луїзі Браун (1978)
- Луїза вже сама стала мамою, народивши дітей природним шляхом).
Погляньте на цей свіжий репортаж BBC.
Минуло майже 50 років з народження першої дитини ЕКЗ. Сьогодні лікарі використовують штучний інтелект для вибору найкращого ембріона та методи заміни мітохондрій, щоб обійти невиліковні хвороби. Це вже не просто “зустріч клітин у пробірці” — це високоточне керування початком життя. Чи готові ви зазирнути в мікроскоп ембріолога?
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
- Заохочуйте учнів пояснювати чим заповнити комірки
- Поради для вчителя: Адаптуйте рівень обговорення. Заохочуйте учнів пояснювати значення термінів своїми словами.
- Чому мітохондріальні хвороби передаються лише від матері?
- На якій стадії мейозу зупиняється овоцит перед заплідненням? (Метафаза II).
- Які хвороби є “характерними” для певної статі, та чому?
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
Щоб дебати були якісними, розберемо, що саме лякало людей тоді
ЕКЗ (IVF): Запліднення «в пробірці». Рішення при непрохідності труб.
ІКСІ (ICSI): Мікроін’єкція сперматозоїда прямо в яйцеклітину. Рішення при важкому чоловічому безплідді.
ПГД (PGD): Перевірка генотипу ембріона до імплантації. Запобігання спадковим хворобам.
Біоетика: Галузь знань про моральні аспекти біологічних маніпуляцій.
Контрольована суперовуляція: використання ФСГ для дозрівання 10–15 фолікулів.
Хетчинг: штучне надрізання оболонки ембріона для полегшення його виходу та прикріплення до матки.
Вікно імплантації: Короткий період (зазвичай 20–24 дні циклу), коли ендометрій матки максимально сприйнятливий до ембріона.
- Чому це важливо: Якщо організм жінки виснажений гормональною стимуляцією, ембріон заморожують і чекають наступного місяця, щоб «поцілити» у вікно імплантації.
Трофектодерма vs Внутрішня клітинна маса (ВКМ): На стадії бластоцисти клітини вже мають «професію».
- Трофектодерма: Стане плацентою (саме звідси беруть клітини для ПГД).
- ВКМ: Стане власне дитиною (її чіпати не можна).
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 25 хв.
🎯 Мета:
- Вчитель виступає як модератор
- Необхідно провести випадкове жеребкування при об’єднані в групи ( колір стікера, рандомайзери, ШІ)
- Варто звернути увагу Чи використовують учні терміни.
- Точність термінів
- Розуміння мейозу: Чи пов’язують вони вік жінки з нерозходженням хромосом (трисомії)?
- Логіка мітохондрій: Чи розуміють вони, що заміна мітохондрій — це не “редагування генів”, а заміна органел (цитоплазматична інженерія)?
Варіант Б
- Метод «Jigsaw» (Пазл): Кожна група розробляє свій кейс і готує коротку «експертну довідку» для інших.
- Створення постерів: Учні візуалізують шлях вирішення проблеми (від діагнозу до народження дитини).
- Дебати в середині кейса: Поділити групу на «лікарів-оптимістів» та «юристів-скептиків».
Варіант А
Назва: “Консиліум майбутнього: Ембріон як пазл з біології, технології та етики”
Загальна структура
Формат: Дворівнева робота в командах.
Частина 1 (10 хв): Робота в “Базових експертних лабораторіях”
Частина 2 (15 хв): Робота в “Змішаних консиліумах”
Частина 3 (10 хв): “Науковий синод”
ЧАСТИНА 1: БАЗОВІ ЕКСПЕРТНІ ЛАБОРАТОРІЇ
Клас об’єднується в 5 груп. Кожна отримує “Пакунок експерта” з одним ключовим документом.
📦 Пакунок №1: Цитологи-ембріологи
Об’єкт дослідження: Клітинні механізми раннього ембріогенезу.
- Ключові поняття: * Активація власного геному: Перехід від використання материнських запасів (мРНК ооцита) до транскрипції власних генів ембріона на стадії 4–8 бластомерів (3 доба).
- Анатомія бластоцисти (5 доба): * Внутрішня клітинна маса (ВКМ): майбутнє тіло дитини.
- Трофектодерма: майбутня плацента.
- Бластоцель: порожнина з рідиною.
- Анатомія бластоцисти (5 доба): * Внутрішня клітинна маса (ВКМ): майбутнє тіло дитини.
- Місія групи: Підготуватися пояснити консиліуму:
- Чому стадія 3-ї доби є “критичною точкою” (блокада розвитку) і чому до 5-ї доби доходять лише генетично повноцінні ембріони?
- Чому для генетичної біопсії безпечно брати клітини саме трофектодерми, а не ВКМ?
📦 Пакунок №2: Молекулярні генетики
Об’єкт дослідження: Генетичний скринінг та розрахунок ризиків.
- Методологія: Схема ПГТ (преімплантаційне генетичне тестування):
- ПГТ-М: Пошук конкретної моногенної мутації (наприклад, муковісцидоз).
- ПГТ-А: Скринінг на кількість хромосом (анеуплоїдії).
- Алгоритм аналізу: Біопсія 5–7 клітин → Ампліфікація ДНК (розмноження копій) → NGS-секвенування.
- Місія групи: Проаналізувати кейс та пояснити:
- Що таке поріг гетероплазмії для мітохондріальних хвороб (чому дитина може бути здоровою, маючи частину мутантних мітохондрій)?
- Як відрізнити мозаїцизм (змішані клітини в одному ембріоні) від повної генетичної аномалії?
📦 Пакунок №3: Інженери-репродуктологи
Об’єкт дослідження: Високотехнологічні маніпуляції з гаметами.
- Технологічні картки (інструментарій):
- ІКСІ (ICSI): Введення сперматозоїда прямо в цитоплазму голкою, що в 10 разів тонша за волосину.
- Лазерний хетчинг: Мікронадріз оболонки (zona pellucida) для полегшення імплантації.
- Вітрифікація: Надшвидке охолодження (-196°C) без утворення кристалів льоду.
- Мітохондріальна донація: Перенесення ядра батьків у донорську яйцеклітину без мутацій.
- Місія групи: Обґрунтувати технічний вибір:
- Чому поєднання ІКСІ + ПГД є стандартом (як сторонні сперматозоїди на оболонці можуть “забруднити” генетичний тест)?
- Навіщо потрібен хетчинг саме після розморожування ембріона?
📦 Пакунок №4: Біоетики
Об’єкт дослідження: Морально-етичне регулювання медицини.
- Декларація принципів:
- Автономія: Пацієнт має право на повну інформацію та вільний вибір (інформована згода).
- Не нашкодь: Ризики СГЯ (синдрому гіперстимуляції яєчників) та багатоплідної вагітності.
- Справедливість: Доступність технологій для різних верств населення.
- Етична межа: Різниця між лікуванням хвороби та “дизайном” дитини (вибір рис зовнішності).
- Місія групи: Підготувати “гострі” запитання іншим командам:
- Чи етично створювати ембріон-рятівник для іншої дитини?
- Які наслідки для людства матиме масове редагування геному (CRISPR)?
📦 Пакунок №5: Клінічні консультанти
Об’єкт дослідження: Діагностика та стратегія лікування.
- Шпаргалка показань (Match-making):
- Важкий чоловічий фактор (азооспермія) → ІКСІ + TESA (забір з тканин яєчка).
- Носійство генетичної мутації у батьків → ПГТ-М.
- Вік матері 35+ або невдалі спроби в анамнезі → ПГТ-А (скринінг хромосом).
- Низький оваріальний резерв → Донорські ооцити або тандем-цикл.
- Місія групи: Зв’язати діагноз пацієнтів з методом ДРТ:
- Який метод логічно випливає з конкретного кейса нашої лабораторії?
- Як пояснити парі, чому їм потрібно робити саме ці процедури, мовою біології, а не маркетингу?
ЧАСТИНА 2: ЗМІШАНІ КОНСИЛІУМИ (15 хв.)
Тепер учні перегруповуються в нові команди по 5 осіб (по одному експерту з кожної базової лабораторії). Кожна команда отримує один складний кейс.
КЕЙС “ТРИ ВИКЛИКИ “
Історія пари: Марія (39 років) та Олексій (42). 5 років безпліддя. Марія має діагноз “низький оваріальний резерв” (мало яйцеклітин). Олексій – носій делеції в гені AZFc Y-хромосоми, що призводить до азооспермії. Генетичний скринінг виявив, що ОБИДВА є носіями мутації в гені BRCA1 (підвищений ризик раку молочної залози/яєчників).
Дані обстежень:
- Марія: AMH = 0.8 нг/мл (низький), 3 антральних фолікули на УЗД.
- Олексій: Спермограма – азооспермія. Каріотип – 46,XY. Генетичний тест: AZFc делеція.
- Обоє: Гетерозиготні носії патогенної мутація BRCA1.
Завдання для змішаного консиліуму:
Ви – команда лікарів клініки. Вам потрібно розробити детальний план дій та підготуватися до консультації з парою.
ІНСТРУКЦІЯ ДЛЯ КОМАНДИ:
- Проаналізуйте дані, використовуючи експертизу кожного члена команди.
- Заповніть спільний “ПРОТОКОЛ КОНСИЛІУМУ”.
- Підготуйте коротку (2-хвилинну) презентацію вашого плану. Обов’язково призначте, хто з експертів що буде пояснювати.
ПРОТОКОЛ КОНСИЛІУМУ
- Головна біологічна перешкода №1: ________________ (наприклад, азооспермія)
- Технологія подолання: _______________ (наприклад, TESA-ICSI)
- Чому саме вона? (поясніть біологічно): ________________
- Головна біологічна перешкода №2: ________________ (наприклад, низький резерв + вік)
- Технологія подолання: ________________ (наприклад, агресивна стимуляція? Донорські ооцити? ПГТ-А?)
- Чому саме вона? ________________
- Генетичний ризик (BRCA1):
- Чи можливо його виявити в ембріоні? Так / Ні
- Як називається точний метод? ________________
- Етична дилема: Чи слід тестувати ембріон на ризик захворювання, яке може проявитись у 50-60 років?
- ПОВНИЙ ЛАНЦЮГ ДРТ: Впишіть послідовність технологій, яку ви пропонуєте. Наприклад: Стимуляція Марії → пункція → TESA у Олексія → ? → культивування → ? → перенесення.
- Найскладніше етичне питання для цієї пари: (Запропонуйте одне, використовуючи принципи з лабораторії біоетики).
ЧАСТИНА 3:
- Презентація (3-4 хв на команду): Команда представляє свій план. Кожен експерт має сказати хоча б одне речення зі своєї сфери (“Як цитолог, пояснюю…”).
- Експертне опитування (3-4 хв): Вчитель та учні з інших команд ставлять питання. Ключові питання вчителя:
- “Ви пропонуєте ПГД на BRCA1. Як ви поясните парі, що це не гарантія від раку, а лише зниження ризику?”
- “Чи розглядали ви варіант з донорськими ооцитами, щоб уникнути проблем з якістю та віком одночасно? Чому так/ні?”
- “Як технологія TESA-ICSI впливає на природний відбір? Чи несе це ризики для наступного покоління чоловіків у цій сім’ї?”
Варіант Б
1. Кейс «Біологічний годинник та кріоконсервація»
Ситуація: Успішна кар’єристка (30 років) планує відкласти материнство до 42 років. Вона вирішує заморозити свої яйцеклітини (вітрифікація). Проблемно-пошукове завдання:
- Біологічний аналіз: Чому якість яйцеклітин у 30 років кардинально відрізняється від якості у 42? Поясніть з точки зору накопичення помилок у веретені поділу під час мейозу.
- Дослідження: Чому не можна просто заморозити клітину в домашньому холодильнику? Дослідіть роль кріопротекторів та процесу вітрифікації (перетворення рідини на “скло” без кристалів льоду).
- Етична дилема: Чи має клініка нести відповідальність, якщо після розморожування через 12 років клітини виявляться нежиттєздатними?
2. Кейс «Тандемний цикл: Генетична лотерея»
Ситуація: Пара звернулася до клініки. У жінки виявлено низький оваріальний резерв (мало власних яйцеклітин). Лікар пропонує «Тандемний цикл»: запліднення одночасно власних яйцеклітин жінки та донорських. Проблемно-пошукове завдання:
- Науковий пошук: Як ембріолог на 5-й день (стадія бластоцисти) зможе відрізнити, де ембріон з генетичним матеріалом матері, а де — донора, якщо візуально вони ідентичні?
- Аналіз даних: Опрацюйте статистику: чому шанси на імплантацію у донорських яйцеклітин зазвичай вищі? (Зв’язок із віком та анеуплоїдіями).
- Психологія та біоетика: Як парі прийняти рішення, якого саме ембріона переносити в матку, якщо генетично «рідний» ембріон слабший за «донорський»?
3. Кейс «Рятувальник для брата (Savior Sibling)»
Ситуація: У родині росте дитина з важкою формою лейкозу. Єдиний шанс на порятунок — пересадка стовбурових клітин пуповинної крові від ідеально сумісного за HLA-типом брата чи сестри. Батьки наважуються на ЕКЗ + ПГД. Проблемно-пошукове завдання:
- Генетичне дослідження: Поясніть механізм ПГД у цьому випадку. Лікарі шукають не просто «здоровий» ембріон, а той, що має конкретний імунологічний профіль. Яка ймовірність знайти такого «генетичного двійника» серед ембріонів однієї пари?
- Молекулярна біологія: Чому саме кров з пуповини є такою цінною? Які саме клітини там містяться?
- Біоетика: Чи етично народжувати дитину як «інструмент» для лікування іншої людини? Чи не порушує це право дитини на самоцінність?
4. Кейс «Загадка мозаїчного ембріона»
Ситуація: Після ПГД (генетичного тесту) виявлено, що ембріон є мозаїчним. Це означає, що частина його клітин має нормальний набір хромосом, а частина — з аномаліями. Проблемно-пошукове завдання:
- Цитологічний пошук: Як утворюється мозаїцизм? (Помилки мітозу на перших стадіях дроблення зиготи).
- Механізм самокорекції: Дослідіть явище «витіснення» аномальних клітин. Як ембріон може сам себе «вилікувати» в процесі розвитку?
- Ризик-менеджмент: Ви — консиліум лікарів. Чи порадите ви переносити такий ембріон, якщо здорових більше немає? Які реальні ризики народження дитини з генетичним синдромом?
Блок 1. Тести (Оберіть одну правильну відповідь)
- На якій стадії мейозу зупиняється ооцит перед заплідненням?
а) Профаза I;
б) Метафаза II;
в) Анафаза I;
г) Телофаза II. - Яка технологія передбачає мікроін’єкцію одного сперматозоїда безпосередньо в яйцеклітину?
а) ЕКЗ;
б) ПГД;
в) ІКСІ;
г) Хетчинг. - З якої структури бластоцисти беруть біопсію для генетичного аналізу?
а) Внутрішня клітинна маса;
б) Трофектодерма;
в) Променевий вінець;
г) Бластоцель. - Мета допоміжного хетчингу — це:
а) Збільшення кількості мітохондрій;
б) Полегшення виходу ембріона з оболонки;
в) Вибір статі дитини;
г) Заморожування клітин. - Чому при ПГД рекомендують метод ІКСІ навіть за нормальної сперми?
а) Для економії часу;
б) Щоб уникнути забруднення проби ДНК сторонніми сперматозоїдами;
в) Для прискорення поділу клітин;
г) Це обов’язкова вимога закону. - На який день після запліднення ембріон досягає стадії бластоцисти?
а) 1-й; б) 3-й; в) 5-6-й; г) 14-й. - При мітохондріальній донації дитина отримує ядерну ДНК від:
а) Донора;
б) Обох батьків;
в) Тільки від матері;
г) Тільки від батька. - Вітрифікація в репродуктології — це:
а) Метод очищення сперми;
б) Надшвидке заморожування клітин;
в) Видалення ядра;
г) Стимуляція яєчників.
Блок 2. Встановлення відповідності
- Поєднайте біологічну проблему та метод:
- Непрохідність маткових труб — __________________
- Повна відсутність сперматозоїдів в еякуляті — __________________
- Спадкова хвороба в ядерній ДНК — __________________
Варіанти:
А. ІКСІ + біопсія яєчка;
Б. Класичне ЕКЗ;
В. ПГД.
- Поєднайте термін та його опис:
- Вітрифікація — ____________________________________
- Хетчинг — ____________________________________
- Аспірація — ____________________________________
Варіанти:
А. Надрізання оболонки;
Б. Забір ооцитів;
В. Надшвидка кріоконсервація.
- Поєднайте органелу та технологію:
- Ядро — ____________________________________
- Мітохондрія — ____________________________________
- Цитоскелет (веретено поділу) — ____________________________________
Варіанти:
А. Цитоплазматичний перенос;
Б. ІКСІ;
В. ПГД.
Блок 3. Відкриті питання
- Біологічна логіка: Чому ембріон може зупинитися в розвитку на 3-й день? Як це пов’язано з переходом від “материнських ресурсів” яйцеклітини до активації власного геному ембріона?
| ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
- Генетичний детектив: Поясніть явище мозаїцизму. Як у однієї зиготи можуть з’явитися клітини з різним набором хромосом? Чи може такий ембріон “вилікуватися” самостійно?
| ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
- Еволюційний прогноз: Як технологія ІКСІ впливає на природний відбір, якщо вона дозволяє передавати гени чоловічого безпліддя наступним поколінням?
| ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Дружня порада для вчителя
Тривалість: 5 хв.
Як провести:
- Швидке коло відповідей: Оберіть 2-3 учнів, які поділяться своїми відповідями.
Рівень 1 (Біологічний): Назвіть одну технологію, яка вразила вас своєю складністю (наприклад, як голка ІКСІ не руйнує мембрану клітини).
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Рівень 2 (Етичний): Яка процедура (ПГД, мітохондріальна донація чи сурогатне материнство) викликає у вас найбільше внутрішніх запитань?
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Рівень 3 (Особистий): Якби ви були лікарем-ембріологом, що б ви сказали Луїзі Браун (першій дитині з пробірки) при зустрічі?
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Завдання: Генетичний аналіз відео https://youtu.be/jAhjPd4uNFY
Оберіть один із рівнів занурення:
- Рівень «Молекулярний біолог» (Аналіз механізму):
- Знайдіть у відео частину, де пояснюється походження CRISPR. Чому ми називаємо це «імунною системою бактерій»?
- Напишіть короткий алгоритм: як білок Cas9 знаходить потрібну ділянку ДНК і що він робить після цього?
- Рівень «Біоетик» (Аналіз ризиків):
- Відео згадує концепцію «Designer Babies» (дизайнерських дітей). Випишіть 3 позитивні наслідки цієї технології та 3 небезпеки, про які попереджають автори.
- Поміркуйте: якщо ми переможемо старіння за допомогою CRISPR (як згадується в кінці), як це вплине на перенаселення планети та екологію?
- Рівень «Науковий комунікатор» (Візуалізація):
- Kurzgesagt відомі своєю інфографікою. Намалюйте свій власний постер або створіть мем, який би пояснював різницю між ПГД (вибір ембріона на ЕКЗ) та CRISPR (редагування ДНК).
- Вигадайте слоган для клініки майбутнього, яка використовує CRISPR лише в етичних цілях.
Урок 90. Репродуктивна медицина. Технології штучного запліднення
Місце уроку в темі: Фінальний урок блоку. На основі етичного базису попереднього уроку ми розбираємо цитологічні та молекулярні механізми ДРТ (Допоміжних репродуктивних технологій).
Проблема уроку: Як знання про клітинний цикл та генетику дозволяють “ремонтувати” людську репродукцію? Де межа між медициною та генною інженерією майбутнього?
Очікувані результати для учнівства:
Ключові слова:
- ЕКЗ
- ІКСІ
- ПГД
- сурогатне материнство
- дизайнерські діти
- біоетика
- кріоконсервація
- суперовуляція
- пункція фолікулів
- культивування ембріонів
- бластоциста
- цитоплазматичний перенос
- мітохондріальна донація
План уроку
- Вступ
- Мотивація
- Повторення
- Тобі може знадобитися
- Життєва ситуація
- Попрактикуй самостійно
- Рефлексія
Погляньте на цей свіжий репортаж BBC.
Минуло майже 50 років з народження першої дитини ЕКЗ. Сьогодні лікарі використовують штучний інтелект для вибору найкращого ембріона та методи заміни мітохондрій, щоб обійти невиліковні хвороби. Це вже не просто “зустріч клітин у пробірці” — це високоточне керування початком життя. Чи готові ви зазирнути в мікроскоп ембріолога?
- Чому мітохондріальні хвороби передаються лише від матері?
- На якій стадії мейозу зупиняється овоцит перед заплідненням? (Метафаза II).
- Які хвороби є “характерними” для певної статі, та чому?
ЕКЗ (IVF): Запліднення «в пробірці». Рішення при непрохідності труб.
ІКСІ (ICSI): Мікроін’єкція сперматозоїда прямо в яйцеклітину. Рішення при важкому чоловічому безплідді.
ПГД (PGD): Перевірка генотипу ембріона до імплантації. Запобігання спадковим хворобам.
Біоетика: Галузь знань про моральні аспекти біологічних маніпуляцій.
Контрольована суперовуляція: використання ФСГ для дозрівання 10–15 фолікулів.
Хетчинг: штучне надрізання оболонки ембріона для полегшення його виходу та прикріплення до матки.
Вікно імплантації: Короткий період (зазвичай 20–24 дні циклу), коли ендометрій матки максимально сприйнятливий до ембріона.
- Чому це важливо: Якщо організм жінки виснажений гормональною стимуляцією, ембріон заморожують і чекають наступного місяця, щоб «поцілити» у вікно імплантації.
Трофектодерма vs Внутрішня клітинна маса (ВКМ): На стадії бластоцисти клітини вже мають «професію».
- Трофектодерма: Стане плацентою (саме звідси беруть клітини для ПГД).
- ВКМ: Стане власне дитиною (її чіпати не можна).
Варіант А
Назва: “Консиліум майбутнього: Ембріон як пазл з біології, технології та етики”
Загальна структура
Формат: Дворівнева робота в командах.
Частина 1 (10 хв): Робота в “Базових експертних лабораторіях”
Частина 2 (15 хв): Робота в “Змішаних консиліумах”
Частина 3 (10 хв): “Науковий синод”
ЧАСТИНА 1: БАЗОВІ ЕКСПЕРТНІ ЛАБОРАТОРІЇ
Клас об’єднується в 5 груп. Кожна отримує “Пакунок експерта” з одним ключовим документом.
📦 Пакунок №1: Цитологи-ембріологи
Об’єкт дослідження: Клітинні механізми раннього ембріогенезу.
- Ключові поняття: * Активація власного геному: Перехід від використання материнських запасів (мРНК ооцита) до транскрипції власних генів ембріона на стадії 4–8 бластомерів (3 доба).
- Анатомія бластоцисти (5 доба): * Внутрішня клітинна маса (ВКМ): майбутнє тіло дитини.
- Трофектодерма: майбутня плацента.
- Бластоцель: порожнина з рідиною.
- Анатомія бластоцисти (5 доба): * Внутрішня клітинна маса (ВКМ): майбутнє тіло дитини.
- Місія групи: Підготуватися пояснити консиліуму:
- Чому стадія 3-ї доби є “критичною точкою” (блокада розвитку) і чому до 5-ї доби доходять лише генетично повноцінні ембріони?
- Чому для генетичної біопсії безпечно брати клітини саме трофектодерми, а не ВКМ?
📦 Пакунок №2: Молекулярні генетики
Об’єкт дослідження: Генетичний скринінг та розрахунок ризиків.
- Методологія: Схема ПГТ (преімплантаційне генетичне тестування):
- ПГТ-М: Пошук конкретної моногенної мутації (наприклад, муковісцидоз).
- ПГТ-А: Скринінг на кількість хромосом (анеуплоїдії).
- Алгоритм аналізу: Біопсія 5–7 клітин → Ампліфікація ДНК (розмноження копій) → NGS-секвенування.
- Місія групи: Проаналізувати кейс та пояснити:
- Що таке поріг гетероплазмії для мітохондріальних хвороб (чому дитина може бути здоровою, маючи частину мутантних мітохондрій)?
- Як відрізнити мозаїцизм (змішані клітини в одному ембріоні) від повної генетичної аномалії?
📦 Пакунок №3: Інженери-репродуктологи
Об’єкт дослідження: Високотехнологічні маніпуляції з гаметами.
- Технологічні картки (інструментарій):
- ІКСІ (ICSI): Введення сперматозоїда прямо в цитоплазму голкою, що в 10 разів тонша за волосину.
- Лазерний хетчинг: Мікронадріз оболонки (zona pellucida) для полегшення імплантації.
- Вітрифікація: Надшвидке охолодження (-196°C) без утворення кристалів льоду.
- Мітохондріальна донація: Перенесення ядра батьків у донорську яйцеклітину без мутацій.
- Місія групи: Обґрунтувати технічний вибір:
- Чому поєднання ІКСІ + ПГД є стандартом (як сторонні сперматозоїди на оболонці можуть “забруднити” генетичний тест)?
- Навіщо потрібен хетчинг саме після розморожування ембріона?
📦 Пакунок №4: Біоетики
Об’єкт дослідження: Морально-етичне регулювання медицини.
- Декларація принципів:
- Автономія: Пацієнт має право на повну інформацію та вільний вибір (інформована згода).
- Не нашкодь: Ризики СГЯ (синдрому гіперстимуляції яєчників) та багатоплідної вагітності.
- Справедливість: Доступність технологій для різних верств населення.
- Етична межа: Різниця між лікуванням хвороби та “дизайном” дитини (вибір рис зовнішності).
- Місія групи: Підготувати “гострі” запитання іншим командам:
- Чи етично створювати ембріон-рятівник для іншої дитини?
- Які наслідки для людства матиме масове редагування геному (CRISPR)?
📦 Пакунок №5: Клінічні консультанти
Об’єкт дослідження: Діагностика та стратегія лікування.
- Шпаргалка показань (Match-making):
- Важкий чоловічий фактор (азооспермія) → ІКСІ + TESA (забір з тканин яєчка).
- Носійство генетичної мутації у батьків → ПГТ-М.
- Вік матері 35+ або невдалі спроби в анамнезі → ПГТ-А (скринінг хромосом).
- Низький оваріальний резерв → Донорські ооцити або тандем-цикл.
- Місія групи: Зв’язати діагноз пацієнтів з методом ДРТ:
- Який метод логічно випливає з конкретного кейса нашої лабораторії?
- Як пояснити парі, чому їм потрібно робити саме ці процедури, мовою біології, а не маркетингу?
ЧАСТИНА 2: ЗМІШАНІ КОНСИЛІУМИ (15 хв.)
Тепер учні перегруповуються в нові команди по 5 осіб (по одному експерту з кожної базової лабораторії). Кожна команда отримує один складний кейс.
КЕЙС “ТРИ ВИКЛИКИ “
Історія пари: Марія (39 років) та Олексій (42). 5 років безпліддя. Марія має діагноз “низький оваріальний резерв” (мало яйцеклітин). Олексій – носій делеції в гені AZFc Y-хромосоми, що призводить до азооспермії. Генетичний скринінг виявив, що ОБИДВА є носіями мутації в гені BRCA1 (підвищений ризик раку молочної залози/яєчників).
Дані обстежень:
- Марія: AMH = 0.8 нг/мл (низький), 3 антральних фолікули на УЗД.
- Олексій: Спермограма – азооспермія. Каріотип – 46,XY. Генетичний тест: AZFc делеція.
- Обоє: Гетерозиготні носії патогенної мутація BRCA1.
Завдання для змішаного консиліуму:
Ви – команда лікарів клініки. Вам потрібно розробити детальний план дій та підготуватися до консультації з парою.
ІНСТРУКЦІЯ ДЛЯ КОМАНДИ:
- Проаналізуйте дані, використовуючи експертизу кожного члена команди.
- Заповніть спільний “ПРОТОКОЛ КОНСИЛІУМУ”.
- Підготуйте коротку (2-хвилинну) презентацію вашого плану. Обов’язково призначте, хто з експертів що буде пояснювати.
ПРОТОКОЛ КОНСИЛІУМУ
- Головна біологічна перешкода №1: ________________ (наприклад, азооспермія)
- Технологія подолання: _______________ (наприклад, TESA-ICSI)
- Чому саме вона? (поясніть біологічно): ________________
- Головна біологічна перешкода №2: ________________ (наприклад, низький резерв + вік)
- Технологія подолання: ________________ (наприклад, агресивна стимуляція? Донорські ооцити? ПГТ-А?)
- Чому саме вона? ________________
- Генетичний ризик (BRCA1):
- Чи можливо його виявити в ембріоні? Так / Ні
- Як називається точний метод? ________________
- Етична дилема: Чи слід тестувати ембріон на ризик захворювання, яке може проявитись у 50-60 років?
- ПОВНИЙ ЛАНЦЮГ ДРТ: Впишіть послідовність технологій, яку ви пропонуєте. Наприклад: Стимуляція Марії → пункція → TESA у Олексія → ? → культивування → ? → перенесення.
- Найскладніше етичне питання для цієї пари: (Запропонуйте одне, використовуючи принципи з лабораторії біоетики).
ЧАСТИНА 3:
- Презентація (3-4 хв на команду): Команда представляє свій план. Кожен експерт має сказати хоча б одне речення зі своєї сфери (“Як цитолог, пояснюю…”).
- Експертне опитування (3-4 хв): Вчитель та учні з інших команд ставлять питання. Ключові питання вчителя:
- “Ви пропонуєте ПГД на BRCA1. Як ви поясните парі, що це не гарантія від раку, а лише зниження ризику?”
- “Чи розглядали ви варіант з донорськими ооцитами, щоб уникнути проблем з якістю та віком одночасно? Чому так/ні?”
- “Як технологія TESA-ICSI впливає на природний відбір? Чи несе це ризики для наступного покоління чоловіків у цій сім’ї?”
Варіант Б
1. Кейс «Біологічний годинник та кріоконсервація»
Ситуація: Успішна кар’єристка (30 років) планує відкласти материнство до 42 років. Вона вирішує заморозити свої яйцеклітини (вітрифікація). Проблемно-пошукове завдання:
- Біологічний аналіз: Чому якість яйцеклітин у 30 років кардинально відрізняється від якості у 42? Поясніть з точки зору накопичення помилок у веретені поділу під час мейозу.
- Дослідження: Чому не можна просто заморозити клітину в домашньому холодильнику? Дослідіть роль кріопротекторів та процесу вітрифікації (перетворення рідини на “скло” без кристалів льоду).
- Етична дилема: Чи має клініка нести відповідальність, якщо після розморожування через 12 років клітини виявляться нежиттєздатними?
2. Кейс «Тандемний цикл: Генетична лотерея»
Ситуація: Пара звернулася до клініки. У жінки виявлено низький оваріальний резерв (мало власних яйцеклітин). Лікар пропонує «Тандемний цикл»: запліднення одночасно власних яйцеклітин жінки та донорських. Проблемно-пошукове завдання:
- Науковий пошук: Як ембріолог на 5-й день (стадія бластоцисти) зможе відрізнити, де ембріон з генетичним матеріалом матері, а де — донора, якщо візуально вони ідентичні?
- Аналіз даних: Опрацюйте статистику: чому шанси на імплантацію у донорських яйцеклітин зазвичай вищі? (Зв’язок із віком та анеуплоїдіями).
- Психологія та біоетика: Як парі прийняти рішення, якого саме ембріона переносити в матку, якщо генетично «рідний» ембріон слабший за «донорський»?
3. Кейс «Рятувальник для брата (Savior Sibling)»
Ситуація: У родині росте дитина з важкою формою лейкозу. Єдиний шанс на порятунок — пересадка стовбурових клітин пуповинної крові від ідеально сумісного за HLA-типом брата чи сестри. Батьки наважуються на ЕКЗ + ПГД. Проблемно-пошукове завдання:
- Генетичне дослідження: Поясніть механізм ПГД у цьому випадку. Лікарі шукають не просто «здоровий» ембріон, а той, що має конкретний імунологічний профіль. Яка ймовірність знайти такого «генетичного двійника» серед ембріонів однієї пари?
- Молекулярна біологія: Чому саме кров з пуповини є такою цінною? Які саме клітини там містяться?
- Біоетика: Чи етично народжувати дитину як «інструмент» для лікування іншої людини? Чи не порушує це право дитини на самоцінність?
4. Кейс «Загадка мозаїчного ембріона»
Ситуація: Після ПГД (генетичного тесту) виявлено, що ембріон є мозаїчним. Це означає, що частина його клітин має нормальний набір хромосом, а частина — з аномаліями. Проблемно-пошукове завдання:
- Цитологічний пошук: Як утворюється мозаїцизм? (Помилки мітозу на перших стадіях дроблення зиготи).
- Механізм самокорекції: Дослідіть явище «витіснення» аномальних клітин. Як ембріон може сам себе «вилікувати» в процесі розвитку?
- Ризик-менеджмент: Ви — консиліум лікарів. Чи порадите ви переносити такий ембріон, якщо здорових більше немає? Які реальні ризики народження дитини з генетичним синдромом?
Блок 1. Тести (Оберіть одну правильну відповідь)
- На якій стадії мейозу зупиняється ооцит перед заплідненням?
а) Профаза I;
б) Метафаза II;
в) Анафаза I;
г) Телофаза II. - Яка технологія передбачає мікроін’єкцію одного сперматозоїда безпосередньо в яйцеклітину?
а) ЕКЗ;
б) ПГД;
в) ІКСІ;
г) Хетчинг. - З якої структури бластоцисти беруть біопсію для генетичного аналізу?
а) Внутрішня клітинна маса;
б) Трофектодерма;
в) Променевий вінець;
г) Бластоцель. - Мета допоміжного хетчингу — це:
а) Збільшення кількості мітохондрій;
б) Полегшення виходу ембріона з оболонки;
в) Вибір статі дитини;
г) Заморожування клітин. - Чому при ПГД рекомендують метод ІКСІ навіть за нормальної сперми?
а) Для економії часу;
б) Щоб уникнути забруднення проби ДНК сторонніми сперматозоїдами;
в) Для прискорення поділу клітин;
г) Це обов’язкова вимога закону. - На який день після запліднення ембріон досягає стадії бластоцисти?
а) 1-й; б) 3-й; в) 5-6-й; г) 14-й. - При мітохондріальній донації дитина отримує ядерну ДНК від:
а) Донора;
б) Обох батьків;
в) Тільки від матері;
г) Тільки від батька. - Вітрифікація в репродуктології — це:
а) Метод очищення сперми;
б) Надшвидке заморожування клітин;
в) Видалення ядра;
г) Стимуляція яєчників.
Блок 2. Встановлення відповідності
- Поєднайте біологічну проблему та метод:
- Непрохідність маткових труб — __________________
- Повна відсутність сперматозоїдів в еякуляті — __________________
- Спадкова хвороба в ядерній ДНК — __________________
Варіанти:
А. ІКСІ + біопсія яєчка;
Б. Класичне ЕКЗ;
В. ПГД.
- Поєднайте термін та його опис:
- Вітрифікація — ____________________________________
- Хетчинг — ____________________________________
- Аспірація — ____________________________________
Варіанти:
А. Надрізання оболонки;
Б. Забір ооцитів;
В. Надшвидка кріоконсервація.
- Поєднайте органелу та технологію:
- Ядро — ____________________________________
- Мітохондрія — ____________________________________
- Цитоскелет (веретено поділу) — ____________________________________
Варіанти:
А. Цитоплазматичний перенос;
Б. ІКСІ;
В. ПГД.
Блок 3. Відкриті питання
- Біологічна логіка: Чому ембріон може зупинитися в розвитку на 3-й день? Як це пов’язано з переходом від “материнських ресурсів” яйцеклітини до активації власного геному ембріона?
| ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
- Генетичний детектив: Поясніть явище мозаїцизму. Як у однієї зиготи можуть з’явитися клітини з різним набором хромосом? Чи може такий ембріон “вилікуватися” самостійно?
| ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
- Еволюційний прогноз: Як технологія ІКСІ впливає на природний відбір, якщо вона дозволяє передавати гени чоловічого безпліддя наступним поколінням?
| ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Рівень 1 (Біологічний): Назвіть одну технологію, яка вразила вас своєю складністю (наприклад, як голка ІКСІ не руйнує мембрану клітини).
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Рівень 2 (Етичний): Яка процедура (ПГД, мітохондріальна донація чи сурогатне материнство) викликає у вас найбільше внутрішніх запитань?
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Рівень 3 (Особистий): Якби ви були лікарем-ембріологом, що б ви сказали Луїзі Браун (першій дитині з пробірки) при зустрічі?
| __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Завдання: Генетичний аналіз відео https://youtu.be/jAhjPd4uNFY
Оберіть один із рівнів занурення:
- Рівень «Молекулярний біолог» (Аналіз механізму):
- Знайдіть у відео частину, де пояснюється походження CRISPR. Чому ми називаємо це «імунною системою бактерій»?
- Напишіть короткий алгоритм: як білок Cas9 знаходить потрібну ділянку ДНК і що він робить після цього?
- Рівень «Біоетик» (Аналіз ризиків):
- Відео згадує концепцію «Designer Babies» (дизайнерських дітей). Випишіть 3 позитивні наслідки цієї технології та 3 небезпеки, про які попереджають автори.
- Поміркуйте: якщо ми переможемо старіння за допомогою CRISPR (як згадується в кінці), як це вплине на перенаселення планети та екологію?
- Рівень «Науковий комунікатор» (Візуалізація):
- Kurzgesagt відомі своєю інфографікою. Намалюйте свій власний постер або створіть мем, який би пояснював різницю між ПГД (вибір ембріона на ЕКЗ) та CRISPR (редагування ДНК).
- Вигадайте слоган для клініки майбутнього, яка використовує CRISPR лише в етичних цілях.
Ділись та обговорюй важливе