Культивирование эмбрионов в среде, содержащей в своем составе гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор в программах ВРТ

DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.2019.1.50-54

04.02.2019
51

ФГБУ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР АКУШЕРСТВА, ГИНЕКОЛОГИИ И ПЕРИНАТОЛОГИИ имени академика В.И. Кулакова» Минздрава РФ, Россия, Москва

Цель исследования. В обзоре представлены данные, имеющиеся в современной литературе, о роли гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (GM-CSF) и культивировании эмбрионов в среде, его содержащей, при лечении бесплодия с использованием методов ВРТ.
Материал и методы. В обзор включены данные зарубежных и отечественных статей, найденных в Pubmed по данной теме.
Результаты. Описана роль GM-CSF в раннем эмбриональном развитии и последующей имплантации при использовании среды, содержащей в своем составе GM-CSF, обсуждается эффективность данного подхода в программах ВРТ.
Заключение. Результаты проводимых исследований подтверждают актуальность использования среды, содержащей GM-CSF для культивирования эмбрионов in vitro, которая может создать условия для получения эмбрионов лучшего качества, увеличения частоты наступления беременности, предотвращения ее прерывания и рождения здоровых детей в результате использования программ ВРТ.

Согласно определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), бесплодие – это неспособность к зачатию более 12 месяцев регулярной половой жизни без контрацепции [1]. Частота бесплодия у супружеских пар детородного возраста колеблется от 10 до 20% и имеет тенденцию к дальнейшему росту [2]. Только в нашей стране зарегистрировано более 5 миллионов бесплодных супружеских пар, нуждающихся в использовании методов вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ).

Использование методов ВРТ позволило добиться значительных успехов за последние 30 лет, однако, несмотря на достижения в этой области, частота наступления беременности и живорождения остается недостаточно высокой. Поэтому повышение эффективности методов ВРТ является актуальной задачей для множества специалистов, занимающихся лечением бесплодия.

Даже перенос морфологически качественного эмбриона в полость матки, в которой эндометрий структурно соответствует фазе менструального цикла, не всегда приводит к развитию желанной беременности, а наступившая беременность в ряде случаев прерывается на ранних сроках развития [3]. По данным литературы, частота прерывания беременности, наступившей в результате ЭКО, колеблется от 15 до 20%, из них 70–80% приходится на I триместр беременности [4].

Более 30% пациенток в программе ЭКО составляют женщины с повторными неудачами имплантации. Это может быть связанно с качеством эмбриона, сниженной рецептивностью матки и несостоятельностью сигнальных процессов или молекулярных коммуникаций между эмбрионом и эндометрием [5, 6].

Многократные неудачные попытки ЭКО, самопроизвольные аборты, неразвивающиеся беременности в анамнезе – все это является сложным психоэмоциональным, финансовым и физическим испытанием для супружеских пар [5, 7].

Имплантация эмбриона – сложный многосту­пенчатый процесс с вовлечением большого числа клеточных и гуморальных факторов, а также каскада разнообразных межмолекулярных и межклеточных взаимодействий [7–12].

В программах ВРТ после оплодотворения in vitro яйцеклетки сперматозоидом эмбрионы развиваются в культуральных средах, от которых в значительной степени зависит их жизнеспособность. Совер­шенствование состава сред и протоколов последовательного культивирования эмбрионов, произошедшее в течение последних десятилетий, позволило осуществлять более длительное культивирование эмбрионов, а именно до 5-х суток, стадии бластоцисты [13–15]. Однако, современная система культивирования эмбрионов человека все еще субоптимальна и только 40–60% эмбрионов развиваются до стадии бластоцисты. Качество сред для культивирования и их состав могут существенно улучшить шансы эмбрионов для полноценного развития. Так, одним из подходов является добавление в культуральную среду цитокинов и факторов роста, присутствующих в репродуктивном тракте, что может способствовать нормализации процесса роста и развития эмбриона. В частности, добавление в культуру гранулоцитарно – макрофагального колониестимулирующего фактора (GM-CSF) ускоряет развитие эмбриона, повышает процентную долю ранних дроблений, которые приводят к появлению бластоцисты, повышает их внутриклеточную массу и снижает активность процессов апоптоза [7, 8, 10, 12, 16, 17].

Цитокины и хемокины играют значительную роль в иммунологической адаптации и процессе перестройки тканей, важном для возникновения и развития беременности [17, 18].

GM-CSF – полипептидный цитокин, состоящий из 127 аминокислот с двумя участками гликозилирования. GM-CSF оказывает свое действие на клетки-мишени посредством взаимодействия с высокоаффинным, гетеродимерным рецепторным комплексом, включающи...

Список литературы

  1. Zegers-Hochschild F., Adamson G.D., de Mouzon J., Ishihara O., Mansour R., Nygren K. et al. International Committee for Monitoring Assisted Reproductive Technology (ICMART) and the World Health Organization (WHO) revised glossary of ART terminology, 2009. Fertil. Steril. 2009; 92(5): 1520-4.
  2. Назаренко Т.А., Мишеев Н.Г., ред. Бесплодие и возраст. Пути решения проблемы. М.: МЕДпресс-информ; 2014.
  3. Das M., Holzer H.E. Recurrent implantation failure: gamete and embryo factors. Fertil. Steril. 2012; 97(5): 1021-7.
  4. Коньков Д.Г., Мазорчук Б.Ф., Процепко А.А., Таран О.А., Шевня Л.И., Бунец П.Н. Современные аспекты этиологии, патогенеза и диагностики неразвивающейся беременности. В кн.: Труды Крымского ГМУ. 2008; 144(ч. IV): 134-40.
  5. Митюрина Е.В., Перминова С.Г., Амян Т.С. Причины повторных неудач имплантации в программе экстракорпорального оплодотворения. Акушерство и гинекология. 2016; 11: 34-40.
  6. Dosiou C., Giudice L.C. Natural killer cells in pregnancy and recurrent pregnancy loss: endocrine and immunologic perspectives. Endocr. Rev. 2005; 26(1): 44-62.
  7. Malina A., Pooley J.A. Psychological consequences of IVF fertilization – review of research. Ann. Agric. Environ. Med. 2017; 24(4): 554-8.
  8. Evans J., Hannan N.J., Hincks C., Rombauts L.J., Salamonsen L.A. Defective soil for a fertile seed? Altered endometrial development is detrimental to pregnancy success. PloS One. 2012; 7(12): e53098.
  9. Huang P., We L., Qin A. Effects of intrauterine perfusion of human chorionic gonadotropin in women with different implantation failure numbers. Am. J. Reprod. Immunol. 2018; 79(2): e12809.
  10. Fox C., Morin S., Jeong J.W., Scott R.T. Jr., Lessey B.A. Local and systemic factors and implantation: what is the evidence? Fertil. Steril. 2016; 105(4): 873-84.
  11. Рудакова Е.Б., Давыдов П.В., Давыдов В.В. Диагностика внутриматочной патологии при подготовке к экстракорпоральному оплодотворению. Лечащий врач. 2015; 1: 83-6.
  12. Enciso M., Carrascosa J.P., Sarasa J., Martínez-Ortiz P.A., Munné S., Horcajadas J.A., Aizpurua J. Development of a new comprehensive and reliable endometrial receptivity map (ER Map/ER Grade) based on RTqPCR gene expression analysis. Hum. Reprod. 2018; 10 Jan.
  13. Robertson S.A., Chin P.Y., Femia J.G., Brown H.M. Embryotoxic cytokines - Potential roles in embryo loss and fetal programming. J. Reprod. Immunol. 2018; 125: 80-8.
  14. Kannampuzha-Francis J., Denicol A.C., Loureiro B., Kaniyamattam K., Ortega M.S., Hansen P.J. Exposure to colony stimulating factor 2 during preimplantation development increases postnatal growth in cattle. Mol. Reprod. Dev. 2015; 82: 892-7.
  15. 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.
  16. Moldenhauer L.M., Keenihan S.N., Hayball J.D., Robertson S.A. GM-CSF is an essential regulator of T cell activation competence in uterine dendritic cells during early pregnancy in mice. J. Immunol. 2010;185(11): 7085-96.
  17. Guerin L.R., Prins J.R., Robertson S.A. Regulatory T-cells and immune tolerance in pregnancy: a new target for infertility treatment? Hum. Reprod. Update. 2009; 15(5): 517-35.
  18. Sferruzzi-Perri A.N., Macpherson A.M., Roberts C.T., Robertson S.A. Csf2 null mutation alters placental gene expression and trophoblast glycogen cell and giant cell abundance in mice. Biol. Reprod. 2009; 81(1): 207-21.
  19. Martinez-Moczygemba M., Huston D.P. Biology of common beta receptor-signaling cytokines: IL-3, IL-5, and GM-CSF. J. Allergy Clin. Immunol. 2003; 112(4): 653-65.
  20. Robertson S.A. GM-CSF regulation of embryo development and pregnancy. Cytokine Growth Factor Rev. 2007; 18(3-4): 287-98.
  21. Hamilton J.A., Anderson G.P. GM-CSF biology. Growth Factors. 2004; 22(4): 225-31.
  22. Ziebe S., Loft A., Povlsen B.B., Erb K., Agerholm I., Aasted M. et al. A randomized clinical trial to evaluate the effect of granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) in embryo culture medium for in vitro fertilization. Fertil. Steril. 2013; 99(6): 1600-9.
  23. Tevkin S., Lokshin V., Shishimorova M., Polumiskov V. The frequency of clinical pregnancy and implantation rate after cultivation of embryos in a medium with granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) in patients with preceding failed attempts of ART. Gynecol. Endocrinol. 2014; 30(Suppl. 1): 9-12.
  24. Zhou W., Chu D., Sha W., Fu, Li Y. Assist effects of granulocyte-macrophage colony-stimulating factor supplementation in culture medium on embryo quality and pregnancy outcome of women aged over 35 years. Reprod. Genet. 2016; 33(1): 39-47.
  25. Тевкин С.И., Шишиморова М.С., Локшин В.Н. Культивирование эмбрионов в среде, содержащей гранулоцитарно – макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF), у пациентов различных возрастных групп. В кн.: Репродуктивные технологии сегодня и завтра. Материалы XXIV Международной конференции Российской Ассоциации Репродукции Человека (3-6 сентября 2014 г., Ярославль). М.; 2014: 46-9.
  26. Бурлев В.А., Ильясова Н.А., Онищенко А.С., Кузьмичев Л.Н. Системные и локальные изменения L-селектина и лиганда МЕКА-79 при трубном бесплодии в программах ЭКО/ИКСИ. Проблемы репродукции. 2013; 19(6): 43-50.
  27. Gardner D.K., Wale P.L., Collins R., Lane M. Glucose consumption of single post-compaction human embryos is predictive of embryo sex and live birth outcome. Hum. Reprod. 2011; 26(8): 1981-6.
  28. Botros L., Sakkas D., Seli E. Metabolomics and its application for non-invasive embryo assessment in IVF. Mol. Hum. Reprod. 2008;14(12): 679-90.
  29. Hickman C.F., Ainslie A., Ealy A.D., Ashworth C.J. Rooke J.A. Effect of ovine granulocyte-macrophage colony-stimulating factor on bovine in vitro embryo development and blastocyst Interferon-τ secretion. Reprod. Domest. Anim. 2011; 46: 608-15.
  30. Rødgaard T., Heegaard P.M., Callesen H. Non-invasive assessment of in-vitro embryo quality to improve transfer success. Reprod. Biomed. Online. 2015; 31(5): 585-92.
  31. Li X., Xu Y., Fu J., Zhang W.B., Liu S.Y., Sun X.X. Non-invasive metabolomic profiling of embryo culture media and morphology grading to predict implantation outcome in frozen-thawed embryo transfer cycles. J. Assist. Reprod. Genet. 2015; 32: 1597-1605.

Поступила 13.04.2018

Принята в печать 20.04.2018

Об авторах / Для корреспонденции

Ярыгина Светлана Анатольевна, аспирант отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. Леонова Б.В. ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (985) 369-07-06. E-mail: s.a.iarygina@yandex.ru
Смольникова Вероника Юрьевна, д.м.н., ведущий научный сотрудник отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. Леонова Б.В. ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. E-mail: veronika.smolnikova@mail.ru
Бобров Михаил Юрьевич, кандидат химических наук, руководитель лаборатории молекулярной патофизиологии, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. E-mail: mbobr@mail.ru
Эльдаров Чупалав Максудович, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной патофизиологии, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-77-00. E-mail: ch_eldarov@oparina4.ru
Макарова Наталья Петровна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. Леонова Б.В. ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-77-00. E-mail: np_makarova@oparina4.ru

Для цитирования: Ярыгина С.А., Смольникова В.Ю., Бобров М.Ю., Эльдаров Ч.М., Макарова Н.П. Культивирование эмбрионов в среде, содержащей в своем составе гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор в программах ВРТ. Акушерство и гинекология. 2019; 1: 50-4.
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2019.1.50-54

Полный текст публикаций доступен только подписчикам

Нет комментариев

Комментариев: 0

Вы не можете оставлять комментарии
Пожалуйста, авторизуйтесь