Цитоплазматическая фрагментация предимплантационных эмбрионов человека

В настоящей работе предпринята попытка обобщить и систематизировать знания относительно феномена цитоплазматической фрагментации эмбрионов, раскрыть причины и механизмы ее возникновения, а также описать ее влияние на жизнеспособность эмбрионов и клинические исходы программ экстракорпорального ЭКО. Поскольку с фрагментацией эмбрионов человека чаще всего сталкиваются во время эмбриологического этапа программ ЭКО, само явление изучено недостаточно. Редкие попытки исследовать этот феномен были узко сфокусированы на связи фрагментации с апоптозом. Причинами такого ограниченного знания явились этические препятствия и практические трудности, связанные с использованием для экспериментов яйцеклеток и эмбрионов человека. Отсутствие подходящей модели среди эмбрионов животных и относительно низкая встречаемость и значимость фрагментации в экспериментальной эмбриологии (у эмбрионов мыши) также способствовали исключению феномена фрагментации как достойного объекта исследования. В обзор вошли данные, полученные за достаточно обширный период, и предпринята попытка всесторонне охватить тему, касающуюся фрагментации эмбрионов. Заключение. Несмотря на то что влияние низкой доли фрагментации (<10%) на результативность программ ВРТ является несущественным, значительная доля фрагментации (>25–30%) снижает жизнеспособность эмбрионов. Результаты исследований по микрохирургическому удалению цитоплазматических фрагментов, его положительному влиянию на жизнеспособность эмбрионов и клинические исходы программ ЭКО являются спорными и требуют дальнейшего подтверждения.

В рамках программ экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), при культивировании эмбрионов in vitro, часто наблюдается их атипичное развитие. Появление плеоморфной популяции цитоплазматических фрагментов под zona pellucida является общей чертой ранних эмбрионов. У более чем 50% получаемых in vitro эмбрионов человека можно наблюдать присутствие цитоплазматической фрагментации, то есть наличие в перивителлиновом пространстве эмбриона фрагментов бластомеров различного размера, не содержащие ядра или содержащих фрагменты ядерного материала. Наблюдения показали, что наличие фрагментации часто сопровождается другими аномалиями в развитии, такими как мультиядерность бластомеров, дезорганизация и несоответствие размеров бластомеров стадии развития эмбриона, уменьшение межклеточной адгезии, увеличение толщины zona pellucida.

У эмбрионов человека, полученных посредством ЭКО, фрагментация была впервые описана в 1970 г. [1], однако этот феномен не является уникальным ни для метода ЭКО, ни для эмбрионов человека. Данное явление было описано как у эмбрионов человека, развивающихся in vivo [2–5], так и у эмбрионов практически всех видов млекопитающих, развивающихся в условиях как in vivo, так и in vitro.

Давно известно, что фрагментация эмбрионов человека ассоциирована со снижением их жизнеспособности [6] и представляет собой большую проблему в рамках повышения эффективности вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). Причины возникновения фрагментации и ее влияние на жизнеспособность эмбриона являются актуальными вопросами как биологии развития, так и практической репродуктивной медицины.

Феномен фрагментации эмбрионов

В 70-х гг. прошлого века Эдвардс при in vitro культивировании эмбрионов человека наблюдал явление, которое он описал как «деление клеток без деления ядра» [1]. Этот феномен наблюдался как у развивающихся, так и у остановившихся в развитии эмбрионов.

В редких случаях фрагментация может возникать на стадии зиготы, перед сингамией, и связана с зиготической/эмбриональной остановкой в развитии. Значительная часть эмбрионов, подвергшихся фрагментации на стадии пронуклеусов, останавливаются в развитии на 1–2-й день либо становятся чрезмерно фрагментированными на 3-й день и непригодными ни для переноса эмбриона, ни для криоконсервации [7]. Цитоплазматическая фрагментация является наиболее распространенной аномалией развития эмбрионов человека, развивающихся in vitro.

Таким образом, фрагментация – это явление, в результате которого образуется плеоморфная популяция безъядерных/микроядерных/мультиядерных, ограниченных оолеммой цитоплазматических структур предимплантационного эмбриона, обнаруживаемых в перивителлиновом пространстве между бластомерами или между бластомерами и zona pellucida.

Фрагментация в условиях in vivo

Фрагментация не является феноменом, наблюдаемым исключительно в условиях in vitro. Эмбрионы различных видов животных, включая приматов и сельскохозяйственных животных, полученные in vivo, также могут быть фрагментированы.

Является ли фрагментация эмбрионов человека столь же распространенным явлением in vivo, как и in vitro, пока неясно. Информация о морфологических особенностях эмбрионов человека, развивающихся in vivo, весьма ограничена. С середины прошлого века было проведено 3 значимых исследования, которые отвечают на некоторые вопросы относительно феномена фрагментации эмбрионов, полученных in vivo [2–4].

В исследованиях Hertig (1954) 4 эмбриона были оценены как аномальные. Помимо присутствия многоядерных бластомеров, при анализе тонких срезов эмбрионов авторы обнаружили в них признаки «клеточной дегенерации или некробиоза», что можно интерпретировать как наличие фрагментации [2].

Ortiz и Croxatto (1979) ассоциировали феномен цитоплазматической фрагментации со «старением» неоплодотворенного ооцита: фрагментация была зафиксирована у 42% неоплодотворенных яйцеклеток, полученных через 96 ч и более, после овуляторного пика лютеинизирующего гормона (ЛГ) у женщин, воздерживающихся от половых контактов. Они также обнаружили 25 аномальных яйцеклеток, полученных из половых путей женщин, у которых были половые контакты. Неясно, была ли фрагментация вызвана «старением» неоплодотворенного ооцита или произошла после оплодотворения [3].

В исследовании Buster et al. (1985) было обнаружено, что 4 яйцеклетки, полученные при лаваже матки через 100 ч и более после овуляции у фертильных доноров ооцитов были полностью интактными. Другие 15 эмбрионов содержали от 2 до 16 бластомеров. Один 6-клеточный эмбрион имел полностью интактные, хотя и неравного размера, бластомеры. Некротический дебрис содержался в перивителлиновом пространстве одного 2-клеточного эмбриона (возможно, вследствие лизиса одного из бластомеров). Другой эмбрион, оцененный как 14-клеточный с неравномерным дроблением, мог фактически содержать цитоплазматические фрагменты, однако сейчас это уже трудно установить [4].

В целом фрагментация присуща эмбрионам, полученным как in vitro, так и in viv...

Кириенко К.В., Апрышко В.П., Яковенко С.А.