Аутологичное сокультивирование эмбрионов с клетками кумулюса в программах ВРТ

DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.2018.11.10-14

05.12.2018
81

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

Проведен систематический анализ данных, имеющихся в современной литературе, о роли клеток кумулюса, аутологичного сокультивирования эмбрионов с клетками кумулюса при лечении бесплодия с использованием методов ВРТ. Описана роль клеток кумулюса в процессе имплантации эмбриона при использовании аутологичного сокультивирования и переносом эмбрионов с клетками кумулюса (Cumulus-Aid embryo Transfer, CAT), что позволяет индивидуализировать программы ВРТ. Результаты проводимых исследований подтверждают актуальность использования аутологичного сокультивирования эмбрионов с клетками кумулюса в программах ВРТ. Клетки кумулюса могут стать надежной моделью для понимания составляющих качества ооцитов, стимуляции яичников, оценки развития эмбриона, частоты наступления клинической беременности и рождения здорового ребенка в программах ВРТ.

Высокая распространенность бесплодного брака в Российской Федерации объясняет всеобщее внимание к этой проблеме. По статистике Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) с данной проблемой сталкиваются не менее 15% супружеских пар репродуктивного возраста [1].

По данным Gunbi J. et al. [2] только треть циклов ВРТ приводит к развитию беременности и около четверти из них – к рождению ребенка. Самым простым подходом к повышению этих показателей является перенос одновременно нескольких эмбрионов, однако это сопряжено с высокой вероятностью развития многоплодной беременности [3]. По данным литературы, для снижения риска наступления многоплодной беременности целесообразно проведение селективного переноса эмбриона [4–7]. Стимуляция суперовуляции в программе ВРТ проводится с целью получения достаточно большого количества ооцитов для того, чтобы снизить риск неудачи ЭКО путем выбора наиболее «качественного» эмбриона для переноса [8].

Имплантация эмбриона – сложный многоступенчатый процесс с вовлечением большого числа гуморальных факторов и каскада разнообразных межмолекулярных и межклеточных взаимодействий. Продолжает оставаться актуальной проблема повторных неудач имплантации в программах ВРТ. Основными причинами этого могут быть: сниженная рецептивность эндометрия, несостоятельность диалога между эндометрием и эмбрионом, неудовлетворительное качество эмбриона [9–15].

Последовательный сложный процесс имплантации контролируется различными молекулярными факторами [16–18]:

  • сигнальными цитокинами;
  • факторами роста;
  • молекулами адгезии.

Клетки кумулюса – это клетки, формирующие непосредственное окружение ооцита при созревании фолликула и происходящие из низкодифференцированных предшественников – клеток гранулезы [19]. Многочисленные исследования указывают на то, что клетки кумулюса координируют созревание ооцитов с развитием фолликулов, продвигают ядерное и цитоплазматическое ооцитарное созревание, обеспечивают энергией субстраты для возобновления мейотического созревания ооцитов, которое необходимо для формирования пронуклеусов после оплодотворения и дальнейшей способности к развитию [20]. Главная функция кумулюса состоит в обеспечении транспорта сигнальных молекул и метаболитов между ооцитом и тканью яичника. С другой стороны, ооцит в созревающем фолликуле секретирует факторы роста, действующие локально, управляя функцией и дифференцировкой кумулюсных клеток [21].

Кумулюсные клетки играют основную роль в двусторонней передаче сигналов к ооциту. Важность данных сигнальных путей не может быть переоценена и является жизненно важной для производства жизнеспособных гамет [21]. Принимая во внимание двунаправленную передачу сигналов между ооцитом и кумулюсными клетками, предполагается, что состояние метаболических процессов и энергопреобразующих систем в кумулюсных клетках могут отражать уровень метаболизма ооцита, определяющий его способность к дальнейшему созреванию, последующему успешному оплодотворению и дальнейшему развитию. Среди генов, дифференциально экспрессирующихся в кумулюсных клетках при разных условиях, внимание ученых в настоящее время наиболее привлекают гены митохондриального биогенеза в связи с тем, что они являются контролерами точек сопряжения путей дифференцировки и метаболических процессов [22].

Считается, что аут...

Список литературы

1. Mascarenhas M.N., Cheung H., Mathers C.D., Stevens G.A. Measuring infertility in populations: constructing a standard definition for use with demographic and reproductive health surveys. Popul. Health Metr. 2012; 10(1): 17.

2. Gunby J., Daya S. Assisted reproductive technologies (ART) in Canada: 2002 results from the Canadian ART Register. Fertil. Steril. 2006; 86(5): 1356–64.

3. Bissonnette F., Cohen J., Collins J., Cowan L., Dale S., Dill S. et al. Incidence and complications of multiple gestation in Canada: proceedings of an expert meeting. Reprod. Biomed. Online. 2007; 14(6): 773–90.

4. Исхаков И.Р., Исхакова Р.С. Культивирование эмбрионов человека на ранних этапах и свободнорадикальное окисление. Биорадикалы и антиоксиданты. 2015; 1: 40–4.

5. Громенко Ю.Ю., Исхаков И.Р. Влияние факторов оценки качества перенесенных эмбрионов на прогнозирование частоты наступления беременности в программах экстракорпорального оплодотворения. Медицинский вестник Башкортостана. 2012; 7(2): 27–30.

6. Савельева Г.М., Касьянова Г.В., Дронова М.А., Карачунская Е.М. Вспомогательные репродуктивные технологии: перинатальные исходы и состояние детей. Проблемы репродукции. 2014; 20(6): 35–9.

7. Егорова А.Т., Руппель Н.И., Маисеенко Д.А., Базина М.И. Течение беременности и родов после ВРТ. Проблемы репродукции. 2015; 21(4): 60–4.

8. Смольникова В.Ю., Калинина Е.А., Краснощока О.Е, Донников А.Е., Бурменская О.В., Трофимов Д.Ю., Сухих Г.Т. Возможности неинвазивной оценки состояния ооцита и эмбриона при проведении программ ВРТ по профилю экспрессии мРНК факторов роста в фолликулярной жидкости. Акушерство и гинекология. 2014; 9: 36–43.

9. Haouzi D., Assou S., Mahmoud K., Tondeur S., Rème T., Hedon B. et al. Gene expression profile of human endometrial receptivity: comparison between natural and stimulated cycles for the sam patients. Hum. Reprod. 2009; 24(6): 1436–45.

10. Кузьмичев Л.Н., Смольникова В.Ю., Калинина Е.А., Дюжева Е.В. Принципы комплексной оценки и подготовки эндометрия у пациенток программ вспомогательных репродуктивных технологий. Акушерство и гинекология. 2010; 5: 32–6.

11. Вартанян Э.В., Цатурова К.А., Маркин А.В. Преодоление неудач вспомогательных репродуктивных технологий при лечении бесплодных супружеских пар. Доктор. Ру. 2011; 9–2: 30–3.

12. Митюрина Е.В., Перминова С.Г., Амян Т.С. Причины повторных неудач имплантации в программе экстракорпорального оплодотворения. Акушерство и гинекология. 2016; 11: 34–40.

13. Широкова Д.В., Широкова Д.В., Калинина Е.А., Полина М.Л., Петров Ю.А. Морфофункциональная вариабельность эндометрия как основа дифференцированного лечения бесплодия. Современные проблемы науки и образования. 2015; 6: 270.

14. Белокурова М.В., Панина О.Б., Савельева Г.М., Самоходская Л.М., Садекова О.Н., Ткачук В.А., Крамаренко М.П. Аллельный полиморфизм генов ангиогенных факторов у пациенток с неудачными попытками экстракорпорального оплодотворения. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Медицина. 2012; 5: 40–7.

15. Машкина Е.В., Коваленко К.А., Фомина Н.В., Покудина И.О. Полиморфизм генов цитокинов в тканях плаценты при невынашивании беременности. Фундаментальные исследования. 2013; 1–3: 580–4.

16. Boomsma C.M., Kavelaars A., Eijkemans M.J., Lentjes E.G., Fauser B.C., Heijnen C.J., Macklon N.S. Endometrial secretion analysis identifies a cytokine profile predictive of pregnancy in IVF. Hum. Reprod. 2009; 24(6): 1427–35.

17. Кравчук Я.Н., Калугина А.С. Оценка рецептивности эндометрия с помощью биомаркеров. Журнал акушерства и женских болезней. 2012; 61(6): 61–5.

18. Крылова Ю.С., Кветной И.М., Айламазян Э.К. Рецептивность эндометрия: молекулярные механизмы регуляции имплантации. Журнал акушерства и женских болезней. 2013; 62(2): 63–74.

19. Горшинова В.К. Персонализация программы экстракорпорального оплодотворения у женщин с избыточной массой тела и ожирением на основании оценки функциональной активности митохондриального аппарата: дисс. … канд. мед. наук. М.; 2016.

20. Gilchrist R.B., Lane M., Thompson J.G. Oocyte-secreted factors: regulators of cumulus cell function and oocyte quality. Hum. Reprod. Update. 2008; 14(2): 159–77.

21. Huang Z., Wells D. The human oocyte and cumulus cells relationship: new insights from the cumulus cell transcriptome. Mol. Hum. Reprod. 2010; 16(10): 715–25.

22. Grindler N.M., Moley K.H. Maternal obesity, infertility and mitochondrial dysfunction: potential mechanisms emerging from mouse model systems. Mol. Hum. Reprod. 2013; 19(8): 486–94.

23. Kattal N., Cohen J., Barmat L.I. Role of coculture in human in vitro fertilization: a meta-analysis. Fertil. Steril. 2008; 90(4): 1069–76.

24. Parikh F.R., Nadkarni S.G., Naik N.J., Naik D.J., Uttamchandani S.A. Cumulus coculture and cumulus-aided embryo transfer increases pregnancy rates in patients undergoing in vitro fertilization. Fertil. Steril. 2006; 86(4): 839–47.

25. Lin Y.H., Hwang J.L., Seow K.M., Huang L.W., Chen H.J., Tzeng C.R. Effects of growth factors and granulosa cell co-culture on in-vitro maturation of oocytes. Reprod. Biomed. Online. 2009; 19(2): 165–70.

26. Bavister B.D. Culture of preimplantation embryos: facts and artifacts. Hum. Reprod. Update. 1995; 1(2): 91–148.

27. Bongso A., Ng S.C., Fong C.Y., Anandakumar C., Marshall B., Edirisinghe R., Ratnam S. Improved pregnancy rate after transfer of embryos grown in human fallopian tubal cell co-culture. Fertil. Steril. 1992; 58(3): 569–74.

28. Jayot S., Parneix I., Verdaguer S., Discamps G., Audebert A., Emperaire J.C. Coculture of embryos on homologous endometrial cells in patients with repeated failures of implantation. Fertil. Steril. 1995; 63(1): 109–14.

29. Mansour R.T., Aboulghar M.A., Serour G.I., Abbass A.M. Co-culture of human pronucleate oocytes with their cumulus cells. Hum. Reprod. 1994; 9(9):1727–9.

30. Quinn P., Margalit R. Beneficial effects of coculture with cumulus cells on blastocyst formation in a prospective trial with supernumerary human embryos. J. Assist. Reprod. Genet. 1996; 13(1): 9–14.

31. Johnson J., Higdon H., Boone W. Effect of cumulus cell coculture using standard culture media on the maturation and fertilization potential of immature human oocyte. Fertil. Steril. 2008; 90(5): 1674–9.

32. Saito H., Hirayama T., Koike K., Saito T., Nohara M., Hiroi M. Cumulus mass maintains embryo quality. Fertil. Steril. 1994; 62(3): 555–8.

33. Benkhalifa M., Demirol A., Sari T., Balashova E., Tsouroupaki M., Giakoumakis Y., Gurgan T. Autologous embryo-cumulus cells co-culture and blastocyst transfer in repeated implantation failures: a collaborative prospective randomized study. Zygote. 2012; 20(2): 173–80.

34. Karakaya C., Guzeloglu-Kayisli O., Uyar A., Kallen A.N., Babayev E., Bozkurt N. et al. Poor ovarian response in women undergoing in vitro fertilization is associated with altered microRNA expression in cumulus cells. Fertil. Steril. 2015; 103(6): 1469–76. e1–3.

35. Lee K.S., Joo B.S., Na Y.J., Yoon M.S., Choi O.H., Kim W.W. Cumulus cells apoptosis as an indicator to predict the quality of oocytes and the outcome of IVF-ET. J. Assist. Reprod. Genet. 2001; 18(9): 490–8.

36. Vithoulkas A. et al. Co-culture of human embryos with autologous cumulus cell clusters and its beneficial impact of secreted growth factors on preimplantation development as compared to standard embryo culture in assisted reproductive technologies (ART). Middle East Fertil. Soc. J. 2017; 22(4): 317–22.

37. McKenzie L.J., Pangas S.A., Carson S.A., Kovanci E., Cisneros P., Buster J.E. et al. Human cumulus granulosa cell gene expression: a predictor of fertilization and embryo selection in women undergoing IVF. Hum. Reprod. 2004; 19(12): 2869–74.

38. Feuerstein P., Cadoret V., Dalbies-Tran R., Guerif F., Bidault R., Royere D. Gene expression in human cumulus cells: one approach to oocyte competence. Hum. Reprod. 2007; 22(12): 3069–77.

39. Van Montfoort A.P., Geraedts J.P., Dumoulin J.C., Stassen A.P., Evers J.L., Ayoubi T.A. Differential gene expression in cumulus cells as a prognostic indicator of embryo viability: a microarray analysis. Mol. Hum. Reprod. 2008; 14(3): 157–68.

40. Ekart J., McNatty K., Hutton J., Pitman J. Ranking and selection of MII oocytes in human ICSI cycles using gene expression levels from associated cumulus cells. Hum. Reprod. 2013; 28(11): 2930–42.

Поступила 06.02.2018

Принята в печать 02.03.2018

Об авторах / Для корреспонденции

Асфарова Гунай Раисовна, аспирант отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия
ФГБУ «Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. тел.: +7–926–262–11–13, e–mail: asfarovag@gmail.com
Смольникова Вероника Юрьевна, доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия.
ФГБУ «Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. e–mail: v_smolnikova@oparina4.ru
Макарова Наталья Петровна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия.
ФГБУ «Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: +7(495) 438–77–00 E–mail: np_makarova@oparina4.ru
Бобров Михаил Юрьевич, кандидат химических наук, руководитель лаборатории патоморфологии. ФГБУ «Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии
им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России, e–mail: mbobr@mail.ru
Калинина Елена Анатольевна, доктор медицинских наук, доцент, руководитель отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия
ФГБУ «Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: +7(495) 438–13–41 E–mail: e_kalinina@oparina4.ru
Романов Евгений Андреевич, клинический эмбриолог отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия. ФГБУ «Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. E–mail: e_romanov@oparina4.ru

Для цитирования: Асфарова Г.Р., Смольникова В.Ю., Макарова Н.П., Бобров М.Ю., Калинина Е.А., Романов Е.А. Аутологичное сокультивирование эмбрионов с клетками кумулюса в программах ВРТ. Акушерство и гинекология. 2018; 11: 10-4.
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2018.11.10-14

Полный текст публикаций доступен только подписчикам

Нет комментариев

Комментариев: 0

Вы не можете оставлять комментарии
Пожалуйста, авторизуйтесь