Клинические и молекулярные аспекты аутологичного сокультивирования эмбрионов с клетками кумулюса в программах экстракорпорального оплодотворения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Цель: Оценить эффективность аутологичного сокультивирования эмбрионов с клетками кумулюса в программах лечения бесплодия методами вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ), а также проанализировать метаболический профиль отработанных культуральных сред после культивирования клеток кумулюса.

Материалы и методы: Были обследованы 127 супружеских пар, проходящих лечение бесплодия методами ВРТ. Проведена оценка эмбриологических показателей и результативности лечения. Проспективное исследование метаболома клеток кумулюса и отработанной культуральной среды после сокультивирования в ней клеток кумулюса методами высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии было выполнено на 90 образцах отработанных сред после культивирования клеток кумулюса, 90 образцах самих клеток кумулюса, а также 10 контрольных образцах сред культивирования без кумулюса.

Результаты: В данной работе проведено проспективное исследование влияния сокультивирования эмбрионов с клетками кумулюса на морфологию бластоцист и вероятность их имплантации в сравнении с классическим методом при использовании стандартной среды. Было показано, что аутологичное сокультивирование эмбрионов с клетками кумулюса в 1,2 раза снижает вероятность имплантации у женщин позднего репродуктивного возраста, а у молодых пациенток аутологичное сокультивирование нецелесообразно. При этом в общей когорте сокультивирование достоверно увеличивает число бластоцист отличного качества, пригодных для криоконсервации. Это приводит к большей вероятности рождения ребенка с одного протокола стимуляции. Оценка метаболизма клеток кумулюса показала, что в культуральных средах при сокультивировании повышается концентрация ряда аминокислот (лейцина, валина, серина) и дипептидов на их основе. Данные позволяют говорить о том, что клетки кумулюса активно участвуют в метаболизме липидов, инициируя, среди прочего, механизм бета-окисления жирных кислот, работа которого необходима для нормального развития эмбриона.

Заключение: Результаты полученного исследования позволяют рекомендовать отказаться от аутологичного сокультивирования эмбрионов с клетками кумулюса женщинам старше 36 лет с множественными неудачными попытками ВРТ в анамнезе. Достоверно увеличивается число эмбрионов отличного качества при аутологичном сокультивировании с клетками кумулюса у молодых пациенток.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Гунай Раисовна Асфарова

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Министерства здравоохранения России

Автор, ответственный за переписку.
Email: asfarovag@gmail.com

аспирант отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. проф. Б.В. Леонова

Россия, Москва

Вероника Юрьевна Смольникова

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Министерства здравоохранения России

Email: v_smolnikova@oparina4.ru

д.м.н., доцент, в.н.с. отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. проф. Б.В. Леонова

Россия, Москва

Наталья Петровна Макарова

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Министерства здравоохранения России

Email: np_makarova@oparina4.ru

д.б.н., в.н.с. отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. проф. Б.В. Леонова

Россия, Москва

Михаил Юрьевич Бобров

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Министерства здравоохранения России

Email: m_bobrov@oparina4.ru

к.х.н., заведующий лабораторией молекулярной патофизиологии

Россия, Москва

Чупалав Максудович Эльдаров

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Министерства здравоохранения России

Email: ch_eldarov@oparina4.ru

к.б.н., н.с. лаборатории молекулярной патофизиологии

Россия, Москва

Борис Владимирович Зингеренко

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Министерства здравоохранения России

Email: b_zingerenko@oparina4.ru

м.н.с. отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. проф. Б.В. Леонова

Россия, Москва

Елена Анатольевна Калинина

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Министерства здравоохранения России

Email: e_kalinina@oparina4.ru

д.м.н., профессор, заведующая отделением вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. проф. Б.В. Леонова

Россия, Москва

Список литературы

  1. Loutradis D., Theofanakis C., Anagnostou E., Mavrogianni D., Partsinevelos G.A. Genetic profile of SNP(s) and ovulation induction. Curr. Pharm. Biotechnol. 2012; 13(3): 417-25. https://dx.doi.org/10.2174/138920112799361954.
  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. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2006.04.030.
  3. Borght M.V., Wyns C. Fertility and infertility: definition and epidemiology. Clin. Biochem. 2018; 62: 2-10. https://dx.doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2018.03.012
  4. 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. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/dep011.
  5. Richani D., Dunning K.R., Thompson J.G., Gilchrist R.B. Metabolic co-dependence of the oocyte and cumulus cells: essential role in determining oocyte developmental competence. Hum. Reprod. Update. 2021; 27(1): 27-47. https://dx.doi.org/10.1093/humupd/dmaa043.
  6. 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. https://dx.doi.org/10.17816/JOWD622.
  7. Nikoloff N. The key role of cumulus cells in oocytes in vitro maturation protocols. Fertil. Steril. 2021; 116(6): 1663. https://dx.doi.org/10.1016/ j.fertnstert.2021.10.010.
  8. Turathum B., Gao E.M., Chian R.C. The function of cumulus cells in oocyte growth and maturation and in subsequent ovulation and fertilization. Cells. 2021; 10(9): 2292. https://dx.doi.org/10.3390/cells10092292.
  9. Gao E.M., Turathum B., Wang L., Zhang D., Liu Y.B., Tang R.X., Chian R.C. The differential metabolomes in cumulus and mural granulosa cells from human preovulatory follicles. Reprod. Sci. 2022; 29(4): 1343-56. https://dx.doi.org/10.1007/s43032-021-00691-3.
  10. 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. https://dx.doi.org/10.1016/ j.fertnstert.2007.07.1349.
  11. 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. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2006.03.028.
  12. 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. https://dx.doi.org/10.1016/s1472-6483(10)60068-5.
  13. von Mengden L., De Bastiani M.A., Grun L.K., Barbé-Tuana F., Adriaenssens T., Smitz J. et al. Bioinformatic analysis of human cumulus cells to unravel cellular's processes that could be used to establish oocyte quality biomarkers with clinical application. Reprod. Sci. 2022 Jul 26. https://dx.doi.org/10.1007/ s43032-022-01046-2.
  14. 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): 9-12. https://dx.doi.org/10.1007/BF02068862.
  15. 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. https://dx.doi.org/10.1017/S0967199411000062.
  16. Vendrell-Flotats M., García-Martínez T., Martínez-Rodero I., López-Béjar M., LaMarre J., Yeste M., Mogas T. In vitro maturation in the presence of Leukemia Inhibitory Factor modulates gene and miRNA expression in bovine oocytes and embryos. Sci. Rep. 2020; 10(1): 17777. https://dx.doi.org/10.1038/ s41598-020-74961-6.
  17. Babayev E., Duncan F.E. Age-associated changes in cumulus cells and follicular fluid: the local oocyte microenvironment as a determinant of gamete quality. Biol. Reprod. 2022; 106(2): 351-65. https://dx.doi.org/10.1093/biolre/ ioab241.
  18. Carles M., Lefranc E., Bosquet D., Capelle S., Scheffler F., Copin H., Cabry R., Benkhalifa M. In vitro maturation of oocytes from stimulated IVF-ICSI cycles using autologous cumulus cell co-culture: A preliminary study. Morphologie. 2022 Jun 25: S1286-0115(22)00028-5. https://dx.doi.org/10.1016/ j.morpho.2022.02.002.
  19. 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. https://dx.doi.org/10.1016/ j.fertnstert.2007.07.1349.
  20. Kumar K., Venturas M., Needleman D.J., Racowsky C., Wells D. Extensive analysis of mitochondrial DNA quantity and sequence variation in human cumulus cells and assisted reproduction outcomes. Hum. Reprod. 2021; 37(1): 66-79. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/deab231.
  21. Cadenas J., Pors S.E., Nikiforov D., Zheng M., Subiran C., Bøtkjær J.A. et al. Validating reference gene expression stability in human ovarian Follicles, Oocytes, Cumulus Cells, Ovarian Medulla, and Ovarian cortex tissue. Int. J. Mol. Sci. 2022; ;23(2): 886. https://dx.doi.org/10.3390/ijms23020886.
  22. Caponnetto A., Battaglia R., Ferrara C., Vento M.E., Borzì P., Paradiso M. et al.; Italian Society of Embryology, Reproduction, Research (SIERR). Down-regulation of long non-coding RNAs in reproductive aging and analysis of the lncRNA-miRNA-mRNA networks in human cumulus cells. J. Assist. Reprod. Genet. 2022; 39(4): 919-31. https://dx.doi.org/10.1007/s10815-022-02446-8.
  23. 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. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/det357.
  24. Зорина И.М., Эльдаров Ч.М., Ярыгина С.А., Макарова Н.П., Трофимов Д.Ю., Смольникова В.Ю., Калинина Е.А., Бобров М.Ю. Профилирование метаболитов в питательных средах пятидневных эмбрионов человека. Биомедицинская химия. 2017; 63(5): 385-91.
  25. Ибрагимова Л.К., Смольникова В.Ю., Эльдаров Ч.М., Бобров М.Ю., Агаджанян Д.С., Романов Е.А., Калинина Е.А. Особенности метаболомного профиля фолликулярной жидкости и сред культивирования эмбрионов пациенток с наружным генитальным эндометриозом. Акушерство и гинекология. 2021; 11: 114-24. https://dx.doi.org/10.18565/ aig.2021.11.114-124.
  26. 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.
  27. Bhadarka H.K., Patel N.H., Patel N.H., Patel M., Patel K.B., Sodagar N.R. et al. Impact of embryo co-culture with cumulus cells on pregnancy & implantation rate in patients undergoing in vitro fertilization using donor oocyte. Indian J. Med. Res. 2017; 146(3): 341-5. https://dx.doi.org/10.4103/ijmr.IJMR_1702_15.
  28. Saito H., Hirayama T., Koike K., Saito T., Nohara M., Hiroi M. Cumulus mass maintains embryo quality. Fertil. Steril. 1994; 62(3): 555-8.
  29. Carrell D.T., Peterson C.M., Jones K.P., Hatasaka H.H., Udoff L.C., Cornwell C.E. et al. A simplified coculture system using homologous, attached cumulus tissue results in improved human embryo morphology and pregnancy rates during in vitro fertilization. J. Assist. Reprod. Genet. 1999; 16(7): 344-9. https://dx.doi.org/10.1023/a:1020533711711.
  30. Kim M.J., Kim Y.S., Kim Y.J., Lee H.R., Choi K.H., Park E.A. et al. Upregulation of low-density lipoprotein receptor of the steroidogenesis pathway in the cumulus cells is associated with the maturation of oocytes and achievement of pregnancy. Cells. 2021; 10(9): 2389. https://dx.doi.org/10.3390/cells10092389.
  31. 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. https://dx.doi.org/10.1017/S0967199411000062.
  32. Virant-Klun I., Bauer C., Ståhlberg A., Kubista M., Skutella T. Human oocyte maturation in vitro is improved by co-culture with cumulus cells from mature oocytes. Reprod. Biomed. Online. 2018; 36(5): 508-23. https://dx.doi.org/10.1016/j.rbmo.2018.01.011.
  33. Domínguez F., Gadea B., Esteban F.J., Horcajadas J.A., Pellicer A., Simón C. Comparative protein-profile analysis of implanted versus non-implanted human blastocysts. Hum. Reprod. 2008; 23(9): 1993-2000. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/den205.
  34. Houghton F.D., Hawkhead J.A., Humpherson P.G., Hogg J.E., Balen A.H., Rutherford A.J., Leese H.J. Non-invasive amino acid turnover predicts human embryo developmental capacity. Hum. Reprod. 2002; 17(4): 999-1005. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/17.4.999. Erratum in Hum. Reprod. 2003; 18: 1756-7.
  35. Chen C.Y., Hwu Y.M., Weng Y.W., Lu C.H., Chen Y.J., Sun F.J. Clinical application of immunomagnetic reduction for quantitative analysis of beta-subunit of human chorionic gonadotropin in blastocyst culture media to differentiate embryo quality. Clin. Chim. Acta. 2019; 491: 46-51. https://dx.doi.org/10.1016/j.cca.2019.01.012.
  36. Lundin K., Ahlström A. Quality control and standardization of embryo morphology scoring and viability markers. Reprod. Biomed. Online. 2015; 31(4): 459-71. https://dx.doi.org/10.1016/j.rbmo.2015.06.026.
  37. Seli E., Sakkas D., Scott R., Kwok S.C., Rosendahl S.M., Burns D.H. Noninvasive metabolomic profiling of embryo culture media using Raman and near-infrared spectroscopy correlates with reproductive potential of embryos in women undergoing in vitro fertilization. Fertil. Steril. 2007; 88(5): 1350-7. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2007.07.1390.
  38. Wallace M., Cottell E., Cullinane J., McAuliffe F.M., Wingfield M., Brennan L. 1H NMR based metabolic profiling of day 2 spent embryo media correlates with implantation potential. Syst. Biol. Reprod. Med. 2014; 60: 58-63.
  39. Morris M.B., Ozsoy S., Zada M., Zada M., Zamfirescu R.C., Todorova M.G., Day M.L. Selected amino acids promote mouse pre-implantation embryo development in a growth factor-like manner. Front. Physiol. 2020; 11: 140. https://dx.doi.org/10.3389/fphys.2020.00140.
  40. Ménézo Y., Lichtblau I., Elder K. New insights into human pre-implantation metabolism in vivo and in vitro. J. Assist. Reprod. Genet. 2013; 30(3): 293-303. https://dx.doi.org/10.1007/s10815-013-9953-9.
  41. Alexiou M., Leese H.J. Purine utilisation, de novo synthesis and degradation in mouse preimplantation embryos. Development. 1992; 114(1): 185-92. https://dx.doi.org/10.1242/dev.114.1.185.
  42. Ménézo Y., Lichtblau I., Lu S., Hoestje S.M., Choo E., Epner D.E. Induction of caspase dependant and independant apoptosis in response to methionine restriction. Int. J. Oncol. 2003; 22(2): 415-20.
  43. Брусенцев Е.Ю., Мокроусова В.И., Игонина Т.Н., Рожкова И.Н., Амстиславский С.Я. Роль липидных гранул в развитии ооцитов и преимплантационных эмбрионов млекопитающих. Онтогенез. 2019; 50(5): 297-305.
  44. Dunning K.R., Russell D.L., Robker R.L. Lipids and oocyte developmental competence: the role of fatty acids and β-oxidation. Reproduction. 2014; 148(1): R15-27. https://dx.doi.org/10.1530/REP-13-0251.
  45. McKeegan P.J., Sturmey R.G. The role of fatty acids in oocyte and early embryo development. Reprod. Fertil. Dev. 2011; 24(1): 59-67. https://dx.doi.org/10.1071/RD11907.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок. Многомерный статистический анализ методом OPLS-DA для сравнения группы культуральных сред, содержавших кумулюсные клетки, с контрольными средами без клеток

Скачать (57KB)
Метаданные

© ООО «Бионика Медиа», 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах