THE NEW OPPORTUNITIES OF HUMAN EMBRYO CULTIVATING IN VITRO

Full Text

Культивирование эмбрионов человека in vitro в практике эмбриологических лабораторий в настоящее время является достаточно отработанной и стандартизированной методикой. Качество сред, расходных материалов, технические возможности инкубаторов, предназначенные для роста и развития эмбрионов, позволяют максимально приблизить условия in vitro к условиям женского организма. Тем не менее, проблемы стабильности культивирования, снижения неблагоприятного воздействия внешних факторов, выявления надежных предикторов развивающегося эмбриона, имеющего наиболее высокие шансы к имплантации, крайне актуальны. Особенно значимы эти аспекты в целях безопасной и эффективной реализации стратегии переноса одного эмбриона в полость матки для предотвращения развития многоплодной беременности, рождения недоношенных и маловесных детей. В этой связи применение неинвазивных технологий в современной эмбриологической лаборатории чрезвычайно востребовано. Видеомониторинг развития эмбрионов позволяет зафиксировать основные морфодинамические события и морфокинетические параметры, а также определить наличие цитоплазматических и экстрацитоплазматических проявлений - мультинуклеации, фрагментации, вакуолизации и др. и оценить их вклад в раннее развитие эмбрионов. По данным многочисленных публикаций, морфокинетические особенности развивающегося эмбриона определяют в ряде случаев его дальнейшую судьбу [3, 5, 6]. Так, например, наличие прямого деления зиготы на три бластомера является неблагоприятным маркером и свидетельствует о высоком уровне анеуплоидии таких эмбрионов, реверсивное дробление свидетельствует о возможном нарушении цитокинеза. Короткий промежуток между вторым и третьим дроблением является прогностически благоприятным признаком развивающегося эмбриона и чаще всего демонстрирует высокий уровень дорастания до стадии бластоцисты. Морфокинетические параметры начала компактизации эмбрионов, формирования бластоцисты определяют имплантационный потенциал эмбрионов человека. Зафиксированные отклонения в развитии являются факторами ранжирования эмбрионов и их отбора на перенос и криоконсервацию. Технология непрерывного культивирования позволяет, снижая влияние человеческого фактора, неблагоприятных факторов внешней среды в момент оценки развития эмбриона вне инкубатора и повышая объективность оценки с регистрацией основных морфодинамических и морфокинетических событий, повысить частоту наступления беременности и количество рожденных детей [2]. Цель исследования состояла в проведении сравнительного анализа эффективности технологии непрерывного видеомониторинга и стандартного культивирования эмбрионов человека in vitro. В лаборатории вспомогательных репродуктивных технологий Клинического госпиталя ИДК (группа компаний «Мать и дитя») для неинвазивного мониторинга доимплантационного развития эмбрионов человека использовали мультигазовый инкубатор с пониженной концентрацией кислорода (5 %) с системой видеонаблюдения Эмбриовизор (Весттрейд, Россия). Данное оборудование позволяет, не доставая чашку с развивающимися эмбрионами, оценить первые клеточные деления, определить временные интервалы дробления эмбрионов, компактизации и формирования бластоцист, а также обнаруживает внутриклеточные изменения. Культивирование эмбрионов осуществляли индивидуально в специальных микролунках чашек WOW (Vitrolife, Швеция) с применением универсальной среды Continuous Single Culture (Irvine Scientific, USA). Разрешение на проведение клинического исследования получено от комитета по биоэтике при Самарском государственном медицинском университете (выписка из протокола № 115 от 5 сентября 2018 года). В программах вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) с применением видеомониторинга было проанализировано 465 развивающихся эмбрионов (средний возраст пациентов 32,6 года). Для переноса в полость матки были отобраны эмбрионы с правильным характером деления, отсутствием реверсивного дробления и внутриклеточных изменений. Представлен последний кадр развивающихся эмбрионов 5-х суток развития в инкубаторе Эмбриовизор, оснащенном системой видеомониторинга (рисунок). В этом режиме отображаются последние кадры для каждой лунки, полученные в процессе съёмки. Цветные рамки вокруг каждой чашки содержат информацию об избранном на момент просмотра назначении эмбриона. Рамка зелёного цвета говорит о том, что эмбрион помечен как подлежащий переносу. Синяя рамка говорит о заморозке, красная - об утилизации. Рамка желтого цвета показывает, что решение ещё не принято. Серым цветом кодируется пустая микролунка. В группу контроля вошли 512 эмбрионов (средний возраст пациентов 32,9 года), развитие которых осуществлялось в стандартных условиях культивирования с пониженной концентрацией кислорода (5 %) - инкубаторы СООК (Австралия) без применения системы непрерывного культивирования с видемониторингом. Для оценки качества развивающихся эмбрионов в обеих группах применяли стандартную систему ключевых показателей (процент оплодотворения, дробления, дорастания до бластоцисты, замораживания, коэффициент утилизации) в соответствии с данными Венского консенсуса (The Vienna consensus: report of an expert meeting on the development of ART laboratory performance indicators, 2017). При анализе показателей оплодотворения, дробления развивающихся эмбрионов не обнаружено разницы. Однако уровень дорастания до бластоцисты и замораживания эмбрионов отличного и хорошего качества в группе с видеомониторингом был несколько выше, так же как и коэффициент утилизации (количество эмбрионов, использованных на перенос и криоконсервированных). В группе исследования дорастание до бластоцисты - 56,9 % (в контрольной - 52,3 %), замораживание - 45,0 % (в контрольной - 39,6 %), коэффициент утилизации - 50 % против 35,5 %. Результаты проведенного исследования подтверждают ранее полученные данные в других клиниках репродуктивной медицины с помощью подобной технологии [1]. Однако использование time-lapse-технологии в рутинной практике до сих пор остается дискуссионным вопросом [4]. Вместе с тем, формирование списка надежных морфокинетических предикторов позволяет проводить объективное ранжирование эмбрионов, снижая влияние человеческого фактора и субъективность оценки эмбрионов. В проведенном исследовании среднее количество эмбрионов на перенос составило 1,2 в группе исследования, 1,4 - в группе контроля, частота наступления беременности - 42,6 % против 38,5 %. Полученные данные демонстрируют тенденцию повышения одного из основных клинических показателей (частота наступления беременности) программ ВРТ при уменьшении количества перенесенных эмбрионов, что значительно снижает вероятность получения многоплодной беременности со всеми вытекающими возможными рисками и осложнениями (рождение недоношенных и маловесных детей). На основании полученных данных, можно сделать вывод, что технология непрерывного культивирования эмбрионов in vitro с применением видеомониторинга позволяет снизить неблагоприятное воздействие факторов внешней среды, повышая качество культивирования и, тем самым, способствуя формированию большего количества эмбрионов отличного и хорошего качества. Возможность фиксации основных морфодинамических событий и их анализ позволяют более комплексно подходить к оценке развивающихся эмбрионов, проводить их ранжирование, отбирая на перенос наиболее перспективный к имплантации эмбрион. В настоящее время происходит интенсивное развитие данной технологии. Ее перспективы заключаются в возможном сочетании с протеомикой и метаболомикой, а также применением алгоритмов искусственного интеллекта. Вклад авторов: Концепция и дизайн исследования: О. В. Ш. Сбор и обработка материала: М. Т. Т., О. В. И. Статистическая обработка данных: Г. Б. Н. Анализ и интерпретация данных: О. В. Ш., Г. Б. Н., А. Б. К., В. К. Б. Написание текста: О. В. Ш., Г. Б. Н., О. В. К. Авторы сообщают об отсутствии в статье конфликта интересов.

About the authors

O. V. Shurygina

Samara State Medical University; N. I. Pirogov Russian National Research Medical University

Email: oks-shurygina@yandex.ru
The Histology and Embryology Department; Laboratory of Experimental Embryology 227 Chapayevskaya St., Samara 443001; 1 (bld. 9) Ostrovityanova St., Moscow 117997

V. K. Belyakov

N. I. Pirogov Russian National Research Medical University

Laboratory of Experimental Embryology 1 (bld. 9) Ostrovityanova St., Moscow 117997

G. B. Nemkovskiy

N. I. Pirogov Russian National Research Medical University

Laboratory of Experimental Embryology 1 (bld. 9) Ostrovityanova St., Moscow 117997

A. B. Kuznezov

N. I. Pirogov Russian National Research Medical University

Laboratory of Experimental Embryology 1 (bld. 9) Ostrovityanova St., Moscow 117997

O. V. Ivanova

Samara State Medical University

The Histology and Embryology Department 227 Chapayevskaya St., Samara 443001

M. T. Tugushev

Samara State Medical University

The Reproductive Medicine, Clinical Embryology and Genetics Department 29 Entuziastov St., Samara 443079

O. V. Kulakova

Samara State Medical University

The Histology and Embryology Department 227 Chapayevskaya St., Samara 443001

References

Supplementary files