Клиническая и биологическая эффективность использования микрожидкостных чипов для селекции сперматозоидов при лечении бесплодия методами вспомогательных репродуктивных технологий

Макарова Н.П., Сысоева А.П., Чернышев В.С., Гаврилов М.Ю., Лобанова Н.Н., Кулакова Е.В., Калинина Е.А.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Россия

Актуальность: В современной лаборатории вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) для обработки эякулята перед оплодотворением и выделения фракции морфологически нормальных подвижных сперматозоидов широко используются только два метода: центрифугирование в градиенте плотностей и метод «всплытия» (swim-up). Оба этих способа требуют центрифугирования образца спермы при высоких скоростях вращения (300g), что может оказывать негативное влияние на целостность ДНК мужских половых клеток, а также способствовать формированию в образце активных форм кислорода, которые могут снижать оплодотворяющую способность сперматозоидов, вызывая фрагментацию ДНК. В качестве перспективного метода селекции мужских половых клеток в программах лечения бесплодия микрофлюидные системы привлекают внимание исследователей из-за своей способности отбирать сперматозоиды с повышенным репродуктивным потенциалом. 
Цель: Оценка клинической эффективности использования микрожидкостных чипов для селекции сперматозоидов в программах лечения бесплодия методами ВРТ, а также анализ морфофункциональных характеристик мужских гамет, отобранных с помощью микрофлюидики.
Материалы и методы: В настоящее исследование были включены 94 супружеские пары, проходящие лечение бесплодия методами ВРТ, которые были разделены на две когорты: основная группа (n=47), где оплодотворение осуществляли сперматозоидами, выделенными на микрофлюидных чипах; группа сравнения (n=47), где проводили стандартную пробоподготовку эякулята в градиенте плотностей. Проводили оценку клинических и эмбриологических показателей. На втором этапе эякулят мужчин основной группы был разделен на три части: натив, группа основная (микрожидкостные чипы Fertile Plus, Турция), группа сравнения (градиент, 300g, протокол производителя, «ПанЭКО», Россия). Оценивали концентрацию (С), подвижность (PR%), морфологию (N, %) и зрелость хроматина сперматозоидов (%). Анализ сперматозоидов на ядерный белок (зрелость/конденсацию хроматина) выполняли посредством окрашивания анилиновым синим (Sperm Processor, Индия). Статистическую обработку данных проводили с помощью пакета программ SPSS Statistics (США), для выявления различий между группами применяли U-тест Манна–Уитни. Уровень p<0,05 считали пороговым.
Результаты: Оценка результатов программ ВРТ при использовании микрофлюидных технологий показала статистически значимое увеличение числа бластоцист отличного и хорошего качества на 5–6-е сутки культивирования. По частоте оплодотворения, частоте наступления клинической беременности и ранним репродуктивным потерям до 12 недель гестации группы между собой не различались. Результаты оценки биологических параметров мужских гамет на втором этапе исследования показали, что по концентрации и подвижности группы между собой не различались. Отличия по выделению морфологически нормальных сперматозоидов оказались статистически значимыми (p<0,05): натив – 2 (2; 3); основная группа (микрожидкостные чипы) – 3 (3; 4) и группа градиента (группа сравнения) – 3 (3; 3). Также значимо отличалось качество хроматина выделенных сперматозоидов: доля незрелых сперматозоидов в нативном эякуляте составляла 14% (8; 20), в группе чипов – 3% (5,5; 12) и в группе градиента – 8% (5; 10) при норме не более 15%.
Заключение: Полученные в настоящем исследовании результаты указывают на увеличение не только морфологически нормальных сперматозоидов, отобранных на микрожидкостных чипах, но и на повышение доли мужских половых клеток с нормально упакованным хроматином, что крайне важно для пролонгирования беременности, полученной в результате лечения методами ВРТ. Также возможно ожидать улучшения эмбриологических показателей при селекции сперматозоидов без центрифугирования, только с использованием устройств с микрофлюидикой (в том числе пассивной). Для оценки клинической результативности требуется дальнейший набор данных.

Вклад авторов: Макарова Н.П. – систематизация и анализ литературы, разработка концепции статьи, обработка данных, написание текста рукописи; Сысоева А.П. – проведение эмбриологического этапа программ лечения бесплодия методами ВРТ, оценка показателей оплодотворения и бластуляции, редактирование рукописи статьи; Чернышев В.С. – участие в разработке дизайна эксперимента, критические замечания к рукописи статьи; Гаврилов М.Ю. – сбор литературы, обработка эякулята на микрожидкостных чипах, анализ показателей сперматогенеза, редактирование рукописи; Лобанова Н.Н. – оценка зрелости хроматина, выполнение пробоподготовки эякулята к ДНК-фрагментации, редактирование рукописи статьи; Кулакова Е.В. – критический обзор рукописи статьи, внесение исправлений и замечаний; Калинина Е.А. – критические замечания к рукописи статьи, утверждение публикации.
Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.
Финансирование: Работа выполнена при финансовой поддержке государственного задания 2024-2026 №124020500056-7 «Разработка инновационных микрофлюидных чипов для селекции мужских половых клеток в программах лечения бесплодия методами вспомогательных репродуктивных технологий», руководитель Макарова Н.П.
Одобрение Этического комитета: Исследование было одобрено локальным этическим комитетом ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России.
Согласие пациентов на публикацию: Пациенты подписали информированное согласие на публикацию своих данных.
Обмен исследовательскими данными: Данные, подтверждающие выводы этого исследования, доступны по запросу у автора, ответственного за переписку, после одобрения ведущим исследователем.
Для цитирования: Макарова Н.П., Сысоева А.П., Чернышев В.С., Гаврилов М.Ю., Лобанова Н.Н., Кулакова Е.В., Калинина Е.А. Клиническая и биологическая эффективность использования микрожидкостных чипов для селекции сперматозоидов при лечении бесплодия 
методами вспомогательных репродуктивных технологий.
Акушерство и гинекология. 2024; 11: 138-145
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2024.172

Ключевые слова

Список литературы

Об авторах / Для корреспонденции

Макарова Наталья Петровна, д.б.н., в.н.с. отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. проф. Б.В. Леонова, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова МЗ РФ,
117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4, np_makarova@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0003-1396-7272
Сысоева Анастасия Павловна, к.б.н., эмбриолог отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. проф. Б.В. Леонова, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова МЗ РФ, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4,
a_sysoeva@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0002-6502-4498
Чернышев Василий Сергеевич, к.т.н., заведующий лабораторией биофотоники, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова МЗ РФ, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4, v_chernyshev@oparina4.ru
Лобанова Наталия Николаевна, эмбриолог отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. проф. Б.В. Леонова, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова МЗ РФ, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4,
n_lobanova@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0002-0818-4073
Кулакова Елена Владимировна, д.м.н., с.н.с. отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. проф. Б.В. Леонова, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова МЗ РФ, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4,
e_kulakova@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0002-4433-4163
Калинина Елена Анатольевна, д.м.н, профессор, заведующая отделением вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. проф. Б.В. Леонова,
Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» МЗ РФ.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4 e_kalinina@oparina4.ru https://orcid.org/0000-0002-8922-2878

Также по теме