Polarisationsmikroskospie zur kontinuierlichen digitalfotographischen Beobachtung von Befruchtung, Wachstum und Entwicklung von Mausembryonen unter Inkubationsbedingungen

Zielsetzung: Ziel des Projektes war die Entwicklung eines Mikroskops zur kontinuierlichen digitalen Fotografie der Eizell- und Embryonalentwicklung in vorhandenen Inkubatorsystemen mit innovativen Analysemöglichkeiten im Vergleich zu bereits erhältlichen kommerziellen Systemen. Durch Einsatz eines Polarisationsfilters und einer neu entwickelten Fokussierungstechnik mit einer quasi 3D-Abbildungstechnik, ergeben sich völlig neue Dimensionen der Beurteilung eines Embryos und seiner Präimplantationsentwicklung. Es werden, unter anderem, spezifische Beurteilungen der Polkörper, des Spindelapparates und der Zona pellucida ermöglicht die neue Einblicke in Zellteilung- und Entwicklungsprozesse bieten.

Material und Methoden: Zur Beobachtung unter Inkubatorbedingungen wurde ein konfokales Mikroskopiesystem von Grund auf neu entworfen und gebaut. Darin wurde neben einer elektrisch fokussierbaren Polymerlinse, die dazu verwendet wird verschiedene Ebenen der Oozyten aufzunehmen, eine Polarisierungstechnik implementiert. Diese Technik wurde zuerst von Shribak und Oldenbourg in 2003¹ vorgestellt und ermöglicht es durch nachträgliche computerbasierte Bildverarbeitung besonders geringe Doppelbrechungen – wie es bei Oozyten oder biologischen Präparaten im Allgemeinen häufig der Fall ist – sichtbar zu machen.

Ergebnisse: Der derzeit genutzte Prototyp des Mikroskops und der Software liefert stabile Bilderserien und es lassen sich die verschiedenen doppelbrechenden Strukturen im zeitlichen Verlauf dokumentieren. Das Mikroskop verbleibt dabei im Inkubator und die Zellentwicklungsraten (Blastozystenraten) sind nicht unterschiedlich zu denen der Vergleichsgruppe.

Zusammenfassung: Anhand der ersten Ergebnisse können nun weitere Experimente zur Verifikation der dargestellten Strukturen und Korrelationen zu derzeit verwendeten „time-lapse score's“ erfolgen.