Тенденции в области биоинженерии в области репродуктивного здоровья женщин: систематический обзор.

В целях обеспечения оптимальных условий для имплантации и развития плода женская репродуктивная система должна организовывать маточную динамику с помощью соответствующих гормонов, производимых яичниками. Зрелые окиты могут оплодотворяться в фаллопийских трубах, а результирующая зигота переносится к матке, где она может имплантировать и продолжать развиваться. Церковь является физическим барьером для защиты плода на протяжении всей беременности, а влагалище действует как рождение канала (включая механизмы матки и шейки матки) и облегчает совокупление. Рождаемость может быть скомпрометирована патологиями, влияющими на любой из этих органов или процессов, и поэтому способность точно моделировать их или восстанавливать их функции имеет первостепенное значение для прикладных и переводческих исследований. Однако врожденные различия в репродуктивных трактах модели человека и животных и статичный характер 2D клеточной/проблемной культуры требуют продолжения исследований и разработки динамических и более сложных платформ in vitro, подходов ex vivo и методов лечения в vivo для изучения и поддержки репродуктивной биологии. Для удовлетворения этой потребности биоинженерия приводит исследования по вопросам репродуктивного здоровья женщин в новое измерение с помощью широкого круга потенциальных прикладных программ и доклинических моделей, а растущее число и разнообразие исследований способствуют быстрому изменению положения в этой области. ЦЕЛЬ И РАЦИОНАЛЬНОСТЬ: Цель настоящего обзора состоит в обобщении растущего объема данных о стратегиях, платформах и методах биоинженерии, которые в настоящее время имеются и разрабатываются в контексте женской репродуктивной медицины, в целях углубления понимания женской репродуктивной биологии и предоставления новых возможностей для восстановления фертильности. В частности, будут обсуждены методы, используемые в матке (эндометриум и миометриум), яичнике, фаллопийских трубах, цервиксе и вагине. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: В целях выявления соответствующих исследований, опубликованных в период с января 2000 года по сентябрь 2021 года, был проведен систематический поиск полных текстовых статей, имеющихся в базах данных PubMed и Embase. Термины поиска включали: биоинженерию, репродукцию, искусственные, биоматериалы, микрофлюиды, биопринтеры, органоид, гидрогель, скафольд, матку, эндометрию, яичник, фаллопийные трубки, овиок, цервикс, вагину, эндометриоз, адемиоз, адемиоз, фиброид матки, хламидию, синдром Ашермана, внутриматочное сцепление, маточные полипы, полицистический синдром яичников и первичную недостаточность яичников. Дополнительные исследования были определены путем ручного поиска ссылок на отдельные статьи и дополнительных обзоров. Критерии отбора включали оригинальную, тщательную и доступную экспертную работу, опубликованную на английском языке, по методам репродуктивной биоинженерии женщин на доклинических этапах (in vitro/in vivo/ex vivo) и/или клинических тестах.

Результаты

Из 10 390 выявленных документов 312 исследований были включены для систематического обзора. Из-за несоответствий в измерениях и схемах исследования результаты были оценены как качественные, а не на основе метаанализа. Гидрогели и строительные скважины, как правило, применяются в различных исследованиях женского репродуктивного тракта, связанных с биоинженерностью. Новые технологии, такие, как органоиды и биоотпечатки, предлагают, соответственно, персональные диагнозы и альтернативные варианты лечения. Перспективные микрофлюиды, сочетающие различные биоинженерные подходы, также оказались полезными с точки зрения перевода. Сложность молекулярных, эндокринных и тканевых взаимодействий, регулирующих женское воспроизводство, создает проблемы для биоинженерных подходов к замене женских репродуктивных органов. Однако междисциплинарная работа позволяет получить ценную информацию о физико-химических свойствах, необходимых для возникновения репродуктивных биологических процессов. Определение ландшафта технологий репродуктивной биоинженерии, имеющихся в настоящее время и разрабатываемых для женщин, может обеспечить альтернативные модели токсикологии/тестирования на наркотики, варианты ex vivo деторождения, клиническую терапию и основу для будущих исследований по восстановлению органов.