Значимость копийности митохондриальной ДНК в клетках кумулюса пациенток позднего репродуктивного возраста

Цель. Оценить показатели копийности митохондриальной ДНК (мтДНК) в кумулюсных клетках (КК) у пациенток позднего репродуктивного возраста в программах экстракорпорального оплодотворения и проанализировать взаимосвязь исследуемых показателей с параметрами оогенеза, эмбриогенеза, плоидностью эмбрионов и исходами лечения.
Материалы и методы. Выполнено проспективное исследование, включающее определение копийности мтДНК 454 КК 67 пациенток в возрасте 35–45 лет. Относительный уровень мтДНК определялся методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени.
Результаты. В когорте пациенток со средним возрастом 37,8 лет выявлена статистически значимая связь между средним уровнем мтДНК в КК и возрастом (p=0,008), а также уровнем антимюллерова гормона (p=0,003). Не наблюдалось корреляции между копийностью мтДНК в КК и зрелостью ооцитов, частотой оплодотворения, морфологическим качеством и плоидностью бластоцист. Наблюдалась тенденция к увеличению уровня мтДНК в КК в группе имплантировавшихся эмбрионов, по сравнению с отсутствием имплантации (р=0,08).
Заключение. Определение копийности мтДНК в КК может стать достоверным биомаркером старения репродуктивной системы, учитывая, что паспортный возраст не всегда отражает истинный фертильный потенциал женщин. К тому же определение уровня мтДНК в КК может стать возможным предиктором имплантационного потенциала эмбрионов. Однако необходимы дальнейшие рандомизированные исследования.

Возрастное снижение овариального резерва (ОР) характеризуется уменьшением количества антральных фолликулов по данным ультразвукового исследования (УЗИ), увеличением уровня фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и снижением уровня антимюллерова гормона (АМГ) в сыворотке крови. Зачастую, независимо от паспортного возраста, низкий ОР ассоциируется с процессами, наблюдаемыми при старении яичников, такими как увеличение количества анеуплоидных эмбрионов, снижение оплодотворяющей способности и высокие показатели потери беременности на различных сроках гестации [1–4]. Постепенное снижение фертильности с возрастом характеризуется количественным и качественным изменениями ооцитов [5]. Считается, что определяющими показателями процессов истощения фолликулярного пула с возрастом являются его исходный размер и скорость процессов атрезии фолликулов, в которых важную роль играют митохондрии. Например, ряд зарубежных авторов, проведя исследования на животных моделях, предположили, что первоначальный размер фолликулярного пула, определяющийся в период внутриутробного развития плода женского пола, зависит, в том числе, и от митохондриального биогенеза [5–7]. Распределение молекул митохондриальной ДНК (мтДНК) во время деления оогониев происходит случайным образом, что может привести к появлению ооцитов, содержащих перестройки мтДНК. Соответственно, происходят изменения функционирования митохондрий ооцитов с мутантными мтДНК, что, как предполагается, запускает процесс фолликулярной атрезии, элиминируя первичные ооциты, несущие мутации мтДНК. Данная теория также объясняет возможный патогенез развития преждевременной недостаточности яичников [8].

Другим спорным вопросом остается причина снижения качества ооцитов у женщин позднего репродуктивного возраста. В мировой литературе имеется большое количество гипотез, среди которых главенствующую роль занимают окислительный стресс, нарушение микроциркуляции, гипоксические процессы в фолликулярной жидкости [9, 10]. Однако в последнее время появляется все больше публикаций, указывающих на взаимосвязь возрастного снижения качества ооцитов с митохондриальной дисфункцией [11]. Митохондрии, являясь важнейшими органеллами, наследуемыми по материнской линии, генерируют подавляющее большинство клеточного аденозинтрифосфата, а также являются единственными органеллами, имеющими собственную ДНК. Предполагается, что исходное количество митохондрий и мтДНК может определять энергетический потенциал ранних эмбрионов, до третьих суток развития, так как на данной стадии эмбриогенеза отсутствует репликация мтДНК. Полноценная репликация мтДНК начинается на стадии бластоцисты (пятидневного эмбриона), когда увеличивается потребность в энергии для последующего успешного деления [12–14]. На животных моделях (ооциты мышей, свиней) было доказано, что успешно оплодотворялись те ооциты, которые содержали большее количество мтДНК, чем ооциты со сниженной копийностью мтДНК [15, 16]. Однако определение уровня мтДНК ооцитов человека по этическим соображениям невозможно, в связи с чем проводятся исследования клеток кумулюса (КК), что считается одним из лучших неинвазивных подходов для оценки метаболических процессов, лежащих в основе качества ооцитов и потенциала развития эмбрионов. В частности, взаимодействия ооцит-кумулюсного комплекса (OКК) координируют метаболизм углеводов, липидов и белков для обеспечения надлежащего энергетического баланса, необходимого для мейоза и оплодотворения яйцеклетки, а также для поддержания раннего эмбриогенеза. Митохондрии КК являются центральными агентами энергетических метаболических путей, непосредственно участвуют в становлении компетенции ооцитов во время оогенеза [17, 18]. Например, M.Ogino и соавт. [11] выявили существенную связь между содержанием мтДНК в КК и морфологическим качеством бластоцист. Среднее содержание мтДНК КК для эмбрионов хорошего и низкого качества составило 140 относительных единиц (о.е.) и 57 о.е. соответственно (р<0,0001). Desquiret-Dumas V. и соавт. [18] также подтвердили статистически значимую связь между копийностью мтДНК в КК и морфологическим качеством эмбрионов. В этом исследовании повышенная копийность мтДНК была ассоциирована с эмбрионами отличного качества, по сравнению с эмбрионами хорошего или низкого качества, медиана 738 (250–1228) о.е. и 342 (159–818) о.е. соответственно (р=0,006). По данным Taugourdeau A. и соавт. [19], имеет место значительно более высокий уровень мтДНК в КК в группе имплантировавшихся эмбрионов, чем неимплантировавшихся, в среднем 215 о.е. и 59 о.е. соответственно (p<104).

Таким образом, определение копийности мтДНК ...

Королькова А.И., Мишиева Н.Г., Мартазанова Б.А., Бурменская О.В., Веюкова М.А., Екимов А.Н., Трофимов Д.Ю., Абубакиров А.Н.