Акушерство и Гинекология №3 / 2019
Повышение эффективности программ ЭКО на основании определения копийности митохондриальной ДНК в трофэктодерме эмбрионов
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени В.И. Кулакова» Минздрава России
Цель исследования. Повышение эффективности программ экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) у пациенток позднего репродуктивного возраста путем переноса эуплоидных эмбрионов с нормальным уровнем мтДНК.
Материал и методы. Выполнено пилотное исследование, анализирующее копийность митохондриальной ДНК (мтДНК) в трофэктодерме 106 эмбрионов 50 супружеских пар. После биопсии трофэктодермы бластоцист для последующего преимплантационного генетического тестирования на анеуплоидии (ПГТ-А) методом сравнительной геномной гибридизации на чипе (aCGH), определялась копийности мтДНК методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени (ПЦР-РВ).
Результаты. Копийность мтДНК в трофэктодерме анеуплоидных бластоцист (n=38) статистически выше, чем эуплоидных (n=68) (р=0,003). Посредством ROC-анализа установлен пороговый уровень мтДНК, составивший 0,004 о.е. Превышение которого прогнозировало неудачу имплантации эуплоидных эмбрионов с чувствительностью 76,8% и специфичностью 74,9%.
Заключение. Определение копийности мтДНК в трофэктодерме бластоцист в совокупности с проведением ПГТ-А является надежным методом селекции эмбрионов с высоким имплантационным потенциалом, который позволяет увеличить эффективность лечения бесплодия в программах ЭКО.
В настоящее время сохраняется тенденция к позднему замужеству и деторождению, что связано с инверсией социального положения женщин в большинстве стран мира. Так, получение высшего образования, карьерный рост, достижение финансовой независимости и определенного общественного статуса становятся приоритетными целями современных женщин, что приводит к отсроченному деторождению. Неудивительно, что на данный момент сохраняется тенденция обращения женщин позднего репродуктивного возраста по поводу лечения бесплодия, учитывая, что реализация репродуктивной функции с возрастом имеет ряд сложностей. Так у женщин старше 35 лет происходит резкое снижение овариального резерва [1], а после 40 лет скорость атрезии фолликулов увеличивается вдвое [2]. Статистический анализ рождаемости, проведенный Smith KE, Buyalos RP, показал, что 38 лет является пограничным возрастом, при достижении которого, частота живорождения снижается в два раза, по сравнению с этим показателем у женщин моложе 35 лет [3]. Кроме того, группа женщин позднего репродуктивного возраста часто имеет отягощенный соматический и гинекологический анамнез. Однако основной причиной снижения фертильности в данной группе пациенток является снижение качества ооцитов и, как следствие, эмбрионов [4]. По данным ряда зарубежных авторов, хромосомные аномалии выявляются в 50% случаев репродуктивный потерь у женщин моложе 35 лет, в то время как у женщин старше 35 лет – в 75% [5, 6]. При проведении преимплантационного генетического тестирования (ПГТ) эмбрионов у женщин позднего репродуктивного возраста выявлено, что около 80% диагностированных эмбрионов были анеуплоидными [6–8]. Оценка качества эмбрионов является ключевой составляющей успеха в программах вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). Существующие методы селекции эмбрионов основаны на детальной морфологической, а также генетической оценке эмбрионов при помощи ПГТ. Однако эффективность программ ВРТ составляет около 63–64% на цикл переноса размороженных эмбрионов [9]. По данным Fiorentino F., Rubio C. (2014, 2017), перенос морфологически нормальной и генетически диагностированной эуплоидной блатоцисты не приводит к наступлению беременности в 30% случаев [10, 11]. Эти данные показывают, что перенос эуплоидной бластоцисты отличного качества, все еще не может гарантировать наступление беременности. Поэтому, необходимы дополнительные методы селекции эмбрионов. В этой связи большое значение в последние годы придается митохондриальной функции гамет и эмбрионов.
Метаболические показатели и содержание аденозинтрифосфата (АТФ) ооцитов и эмбрионов человека значительно различаются [11]. Предполагается, что способность ооцита к оплодотворению, а также способность поддерживать развитие эмбриона зависят от содержания АТФ в ооците [11, 12]. Митохондрии являются клеточными органеллами, ответственными за синтез АТФ путем окислительного фосфорилирования (OXPHOS). Они также участвуют в регуляции кальциевого гомеостаза, контролируют клеточный метаболизм, пролиферацию и процессы апоптоза [13, 14].
Отличительной особенностью митохондрий от других клеточных органелл является наличие митохондриальной ДНК (мтДНК); мтДНК человека кодирует 13 полипептидов, участвующих в построении четырех комплексов транспортной цепи электронов (I, III, IV и V). Наследование митохондрий и их генома происходит исключительно по материнской линии, в то время как митохондрии сперматозоида, которые попадают в ооцит, подвергаются деградации и утилизации аутофагосомами [15].
Как только оплодотворение завершается и начинается митотическое деление, митохондрии, полученные из ооцита, распределяются по вновь образованным бластомерам. Следует отметить, что на ранних стадиях развития эмбриона, в течение первых трех суток преимплантационного развития, не происходит репликации мтДНК, и ключевые клеточные процессы, выполняемые митохондриями, включая продукцию АТФ, полностью поддерживаются популяцией органелл, полученных из ооцита [11].
Полноценная репликация мтДНК начинается на стадии бластоцисты, когда необходим адекватный уровень энергии для успешного деления. На данном этапе происходит переход от анаэробного пути метаболизма энергии, который наблюдался на ранних стадиях эмбриогенеза, к аэробному (окислительное фосфорилирование) [13, 14].
В ряде работ по изучению взаимосвязи между потенциалом имплантации, морфологической оценкой и хромосомным набором бластоцисты, а также возрастом пациенток и содержанием мтДНК в кумулюсных клетках ооцитов и трофэктодерме бластоцист, была показана статистически значимая корреляция [11, 12, 16–22]. Например, в исследовании Fragouli E. et al. (2015) был определен имплантационный потенциал эуплоидных бластоцист по уровню мтДНК, который составил 0,003 о.е. Так, имплантировавшиеся эмбрионы имели уровни мтДНК ниже порогового значения, в то время как бластоцисты с относительным количественным уровнем мтДНК выше 0,003 o.e., не имплантировались [16]. В более поздних исследованиях данных авторов, произошло изм...
