Ассоциация фрагментации ДНК сперматозоидов c эмбриологическими показателями и результативностью программ вспомогательных репродуктивных технологий

DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.2017.6.91-8

10.07.2017
347

ФГБУ Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, Москва

Цель исследования. Определить связь между целостностью ДНК сперматозоидов в эякуляте, эмбриологическими параметрами (процент оплодотворения ооцитов; процент бластуляции), клиническими исходами программ вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) и методикой отбора сперматозоидов по способности связывания с гиалуроновой кислотой.
Материал и методы. В ходе проспективного исследования случай-контроль обследованы 67 супружеских пар с наличием высокого процента фрагментации ДНК сперматозоидов в эякуляте половых партнеров, проходивших лечение в программе ЭКО/ИКСИ (интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида в ооцит), ЭКО/ПИКСИ (интрацитоплазматическая инъекция в ооцит сперматозоида, отобранного по способности связывания с гиалуроновой кислотой). Пары были разделены на 2 группы в зависимости от типа оплодотворения: I группа – 37 пар, которым производилось ИКСИ, II группа – 30 пар, которым производилось ПИКСИ. Производилась оценка эмбриологических параметров (процента оплодотворения ооцитов; процента бластуляции), клинических исходов в программах ЭКО/ИКСИ с различными методиками выбора сперматозоидов.
Результаты. В результате проведенного нами исследования в обеих группах не было выявлено статистически значимых различий между процентом оплодотворения ооцитов, процентом бластуляции, количеством ранних репродуктивных потерь, что может быть связано с малым объемом выборки в группах. Однако была отмечена явная тенденция к увеличению частоты наступления клинической беременности в группе, где перед проведением процедуры ИКСИ производилась селекция сперматозоидов по способности связывания с гиалуронатом. Кроме того, обнаружены значимые различия по проценту живорождения в пользу применения методики «физиологический» селекции мужских гамет. Также, согласно полученным нами данным, имеются достоверные различия в группе ИКСИ и ПИКСИ по частоте имплантации, что демонстрирует прямую зависимость качества эмбрионов от генетической полноценности гамет.
Заключение. Выбор методики оплодотворения ооцитов пациентки должен быть индивидуализирован. Определение процента фрагментации ДНК сперматозоидов партнера может служить дополнительным тестом, применяемым в клинической практике для оптимизации выбора методики оплодотворения ооцитов пациентки по типу отбора сперматозоидов и повышения результативности программ ЭКО в целом.

На сегодняшний день бесплодие является одной из основных проблем современной медицины и достигает 10–15% среди супружеских пар [1]. Согласно исследованиям последних лет, мужской фактор занимает около 50% в структуре причин бесплодия [2]. Многие исследователи сходятся во мнении, что за последние 50 лет отмечается тенденция к ухудшению показателей спермограммы, что проявляется в сокращении объема эякулята, снижении концентрации и подвижности сперматозоидов и увеличении числа их патологических форм [3].

На сегодняшний день имеется достаточное количество данных, демонстрирующих, что при оплодотворении сперматозоид выполняет не только функцию «доставки мужского генома», но также содержит множество важных для дальнейшего нормального развития эмбриона морфологических ультраструктур. Следовательно, успех оплодотворения и последующего развития эмбриона зависит от параметров развития, ядерной и цитоплазматической компетентности мужской половой клетки.

Одним из важных факторов нарушения мужской фертильности является фрагментация ДНК сперматозоидов. Хотя патофизиологические механизмы, приводящие к повреждению ДНК сперматозоидов, изучены не до конца, предполагается, что их причиной могут быть дефекты ремоделирования хроматина, апоптоз и окислительные процессы. Сохраняя способность к оплодотворению, генетически неполноценные мужские половые клетки могут нарушать процессы эмбрионального развития и приводить к прерыванию беременности [4, 5].

С внедрением такой методики оплодотворения ооцитов, как интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида в ооцит (ИКСИ), появилась перспектива решения проблемы мужского бесплодия. Однако визуальная оценка лишь по таким критериям, как морфология и подвижность, может допустить отбор единичного сперматозоида, несущего разного рода патологии, что подчеркивает особую важность селекции сперматозоидов для ИКСИ.

Современной модификацией ИКСИ стал метод отбора сперматозоидов по их способности связываться с гиалуроновой кислотой (ГК) – основным компонентом ооцит-кумулюсного комплекса (физиологическая ИКСИ, ПИКСИ). Автором данной методики является Доктор Габор Хазар, профессор Йельской школы медицины.

ГК в качестве «физиологического селектора» применима на практике in vitro и может служить для улучшения вклада отцовского генома в развитие эмбриона при искусственном оплодотворении и, таким образом, оказать положительное влияние на клинические исходы при лечении бесплодия.

В ряде крупных исследований была отмечена положительная тенденция относительно улучшения качества полученных эмбрионов [6, 7] и частоты наступления беременности при применении методики ПИКСИ. В недавних исследованиях было продемонстрировано статистически значимое снижение частоты самопроизвольных абортов после проведения ИКСИ связанными с ГК сперматозоидами в сравнении с теми, что были отобраны лишь посредством визуальной оценки. Данные клинические результаты подтверждают выводы, полученные в проведенных ранее исследованиях биохимических и молекулярных маркеров функциональной зрелости сперматозоидов человека [7]. Кроме того, в работе A. Yagci и соавт. было показано, что использование для ИКСИ сперматозоидов, отобранных при помощи ГК, увеличивает показатель частоты имплантации [6].

Результаты представленных исследований свидетельствуют об отсутствии негативных последствий, оказываемых на ооциты и преимплантационный эмбриогенез при использовании ГК для селекции сперматозоидов в циклах ИКСИ [6, 7]. Лучшее качество сперматозоидов, способных связываться с ГК, подтверждено рядом исследований. Так, было продемонстрировано отсутствие фрагментации ДНК в ядре сперматозоидов, связавшихся с ГК [6–8]. Кроме того, была доказана эффективность селекции сперматозоидов, связывающихся с ГК, в снижении частоты анеуплоидий как при олигозооспермии, так и при нормальной концентрации половых клеток. При этом наблюдалось существенное уменьшение частоты дисомий и диплоидий хромосом [9].

Для предотвращения передачи генетических дефектов и повышения эффективности методов ВРТ, особенно при применении методики ИКСИ, необходима правильная оценка целостности генома мужских половых клеток [10, 11]. Однако полноценная оценка не всегда возможна при использовании стандартного анализа спермы, рекомендованного ВОЗ [12]. Сперматозоид, морфологически расцененный как нормальный, в ряде случаев может иметь дефекты в целостности структуры ДНК [13].

Во многих исследованиях установлено негативное влияние высокого процента поврежденной ДНК в сперматозоидах на частоту наступления беременности [14, 15]. Авторы этих работ полагают, что повреждения ДНК могут служить основными причинами негативного отцовского вклада в отношении преимплантационного развития эмбриона.

Другие исследователи доказывают, что фрагментация ДНК не оказывает влияния на оплодотворение, ...

Список литературы

1. Sharma R., Biedenharn K.R., Fedor J.M., Agarwal A. Lifestyle factors and reproductive health: taking control of your fertility. Reprod. Biol. Endocrinol. 2013; 11: 66.

2. Dohle G.R., Diemer T., Givercman A., Jungwirth A., Kopa Z., Krausz C. Мужское бесплодие. Европейская ассоциация урологов; 2010.

3. Miyamoto T., Tsujimura A., Miyagawa Y., Koh E., Namiki M., Sengoku K. Male infertility and its causes in human. Adv. Urol. 2012; 2012: 384520.

4. Benchaib M., Braun V., Lornage J., Hadj S., Salle B., Lejeune H., Guérin J.F. Sperm DNA fragmentation decreases the pregnancy rate in an assisted reproductive technique. Hum. Reprod. 2003; 18(5): 1023-8.

5. Carrell D.T., Liu L., Peterson C.M., Jones K.P., Hatasaka H.H., Erickson L., Campbell B. Sperm DNA fragmentation is increased in couples with unexplained recurrent pregnancy loss. Arch. Androl. 2003; 49(1): 49-55.

6. Yagci A., Murk W., Stronk J., Huszar G. Spermatozoa bound to solid state hyaluronic acid show chromatin structure with high DNA chain integrity: an acridine orange fluorescence study. J. Androl. 2010; 31(6): 566-72.

7. Jakab A., Sakkas D., Delpiano E., Cayli S., Kovanci E., Ward D. et al. Intracytoplasmic sperm injection: a novel selection method for sperm with normal frequency of chromosomal aneuploidies. Fertil. Steril. 2005; 84(6): 1665-73.

8. Virro M.R., Larson-Cook K.L., Evenson D.P. Sperm chromatin structure assay (SCSA) parameters are related to fertilization, blastocyst development, and ongoing pregnancy in in vitro fertilization and intracytoplasmic sperm injection cycles. Fertil. Steril. 2004; 81(5): 1289-95.

9. Huszar G., Ozenci C.C., Cayli S., Zavaczki Z., Hansch E., Vigue L. Hyaluronic acid binding by human sperm indicates cellular maturity, viability, and unreacted acrosomal status. Fertil. Steril. 2003;79(Suppl. 3): 1616-24.

10. Findikli N., Kahraman S., Kumtepe Y., Donmez E., Benkhalifa M., Biricik A. et al. Assessment of DNA fragmentation and aneuploidy on poor quality human embryos. Reprod. Biomed. Online. 2004; 8(2): 196-206.

11. Seli E., Sakkas D. Spermatozoal nuclear determinants of reproductive outcome: implications for ART. Hum. Reprod. Update. 2005; 11(4): 337-49.

12. Brugnon F., Van Assche E., Verheyen G., Sion B., Boucher D., Pouly J.L. et al. Study of two markers of apoptosis and meiotic segregation in ejaculated sperm of chromosomal translocation carrier patients. Hum. Reprod. 2006; 21(3): 683-5.

13. Воробьева О.А., Филатов М.В., Леонтьева О.А. Значение анализа организации хроматина ядер сперматозоидов в диагностике мужского бесплодия. Проблемы репродукции. 1997; 4: 23-7.

14. Феськов А.М., Феськова И.А., Жилкова Е.С., Чумакова Н.А., Сомова Е.В. Исследование фрагментации ДНК сперматозоидов у мужчин с повышенным содержанием незрелых спермиев в эякуляте. Свiт медицини та бiологii. 2012; 8(1): 179-82.

15. Феськов А.М., Феськова И.А., Жилкова Е.С., Сомова Е.В., Зозулина А.Н. Влияние фрагментации ДНК и нарушения процесса созревания сперматозоидов на степень бластуляции в программе ЭКО. Available at: www.uarm.org.ua

16. Guérin J.F., Benchaib M. Are IVF results predictable through the analysis of sperm DNA fragmentation? Gynecol. Obstet. Fertil. 2003; 31(12):1058-60.

17. Alpha Scientists in Reproductive Medicine and ESHRE Special Interest Group of Embryology. The Istanbul consensus workshop on embryo assessment: proceedings of an expert meeting. Hum. Reprod. 2011; 26(6): 1270-83.

18. Worrilow K.C., Eid S., Matthews J., Pelts E., Khoury C., Liebermann J. Multi-site clinical trial evaluating PICSI, a method for selection of hyaluronan bound sperm (HBS) for use in ICSI: improved clinical outcomes.Нum. Reprod. 2010; 25 (Suppl. 1): i7.

19. Parmegiani L., Cognigni G.E., Ciampaglia W., Pocognoli P., Marchi F., Filicori M. Efficiency of hyaluronic acid (HA) sperm selection. J. Assist. Reprod. Genet. 2010; 27(1): 13-6.

20. Worrilow K.C., Huynh H.T., Bowers J.B., Anderson A., Schillings W., Crain J. PICSI versus ICSI: Statistically significant improvement in clinical outcomes in 240 in vitro fertilization (IVF) patients. Fertil. Steril. 2007; 88(Suppl. 1): S37.

21. Овчинников Р.И., Гамидов С.И., Попова А.Ю., Ижбаев С.Х., Ушакова И.В., Голубева О.Н. Причины репродуктивных потерь у мужчин – фрагментация ДНК сперматозоидов. Русский медицинский журнал. 2015; 23(11): 634-8.

22. Гамидов С.И., Овчинников Р.И., Попова А.Ю., Голубева О.Н., Ушакова И.В. Роль мужчины в привычном невынашивании беременности у супруги. Урология. 2016; Приложение № 1: 35-43.

Поступила 01.11.2016

Принята в печать 11.11.2016

Об авторах / Для корреспонденции

Дударова Алина Хасановна, аспирант отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия ФГБУ ЦНАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-25-01. E-mail: kanshaov85@mail.ru
Смольникова Вероника Юрьевна, д.м.н., в.н.с. отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия ФГБУ ЦНАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-13-41. E-mail: v_smolnikova@ oparina4.ru
Макарова Наталья Петровна, к.б.н., научный сотрудник отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия ФГБУ ЦНАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-25-01. E-mail: np.makarova@gmail.com
Зобова Анастасия Валерьевна, к.б.н., научный сотрудник отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия ФГБУ ЦНАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-25-01. E-mail: zoana2011@gmail.com
Горшинова Виктория Константиновна, к.м.н., сотрудник отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия ФГБУ ЦНАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-25-01. E-mail: chiasma@mail.ru
Калинина Елена Анатольевна, д.м.н., доцент, руководитель отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия ФГБУ ЦНАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-13-41. E-mail: e_kalinina@oparina4.ru
Наими Зохра Мохамад Сами, аспирант отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия ФГБУ ЦНАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-13-01. E-mail: naimi-zohra@mail.ru

Для цитирования: Дударова А.Х., Смольникова В.Ю., Макарова Н.П.,
Зобова А.В., Горшинова В.К., Калинина Е.А., Наими З. Ассоциация фрагментации ДНК сперматозоидов c эмбриологическими показателями и результативностью программ вспомогательных репродуктивных технологий. Акушерство и гинекология. 2017; 6: 91-8.
http://dx.doi.org/10.18565/aig.2017.6.91-8

Полный текст публикаций доступен только подписчикам

Нет комментариев

Комментариев: 0

Вы не можете оставлять комментарии
Пожалуйста, авторизуйтесь

Статьи по теме

Наши издания