Молекулярные маркеры рецептивности эндометрия в программах вспомогательных репродуктивных технологий

DOI

https://dx.doi.org/10.18565/aig.2021.11.56-62

Гохберг Я.А., Тимофеева А.В., Калинина Е.А.
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Россия

Несмотря на рост эффективности программ вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ), частота успешных имплантаций эмбриона остается на низком уровне. Отсутствие имплантации может быть связано с нарушением рецептивности эндометрия в период «имплантационного окна». Для определения рецептивности эндометрия разработаны и используются различные методы диагностики: гистологический анализ, электронная микроскопия, иммуногистохимическое исследование, молекулярно-генетический анализ, однако многие из них зависят от сопутствующих факторов и имеют невысокую функциональную значимость в решении данной проблемы. В настоящее время продолжается поиск идеального маркера, позволяющего определить наилучший момент для переноса эмбриона в полость матки в цикле экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Применение омиксных технологий в исследовании культуральной среды эмбриона позволило прогнозировать не только качество, но и имплантационный потенциал самого эмбриона, а также оптимизировать выбор эмбрионов для переноса в полость матки. Однако для повышения результативности программ ВРТ целесообразным является не только изучение эмбрионального профиля, но и оценка рецептивности эндометрия.
Заключение: В связи с этим на основании проведенного анализа литературных источников было показано, что изучение профиля малых некодирующих РНК (мнкРНК) в образцах эндометрия является перспективным и актуальным анализом, который позволит персонифицировать подход в рамках проведения программ ВРТ.

вспомогательные репродуктивные технологии

беременность

имплантация эмбрионов

культуральная среда эмбрионов

рецептивность эндометрия

бесплодие

малые некодирующие РНК

микроРНК

пивиРНК

омиксные технологии

miRNA

piRNA

тест ERA

Полный текст статьи
доступен в "Библиотеке Врача"

Корсак В.С., Смирнова А.А., Шурыгина О.В. Регистр ВРТ Российской ассоциации репродукции человека. Отчет за 2017 год. Проблемы репродукции. 2019; 25(6): 9-21.
Gleicher N., Kushnir V.A., Barad D.H. Worldwide decline of IVF birth rates and its probable causes. Hum. Reprod. Open. 2019; 2019(3): hoz017. https://dx.doi.org/10.1093/hropen/hoz017.
Wang L., Lv S., Mao W., Pei M., Yang X. Assessment of endometrial receptivity during implantation window in women with unexplained infertility. Gynecol. Endocrinol. 2020; 36(10): 917-21.https://dx.doi.org/10.1080/09513590.2020.1727433.
Massimiani M., Lacconi V., La Civita F., Ticconi C., Rago R., Campagnolo L. Molecular signaling regulating endometrium-blastocyst crosstalk. Int. J. Mol. Sci. 2019; 21(1): 23. https://dx.doi.org/10.3390/ijms21010023.
Lessey B.A., Young S.L. What exactly is endometrial receptivity? Fertil. Steril. 2019; 111(4): 611-7. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2019.02.009.
Kelleher A.M., DeMayo F.J., Spencer T.E. Uterine glands: developmental biology and functional roles in pregnancy. Endocr. Rev. 2019; 40(5): 1424-45. https://dx.doi.org/10.1210/er.2018-00281.
Gnainsky Y., Granot I., Aldo P., Barash A., Or Y., Mor G. et al. Biopsy-induced inflammatory conditions improve endometrial receptivity: the mechanism of action. Reproduction. 2015; 149(1): 75-85. https://dx.doi.org/10.1530/REP-14-0395.
Melkozerova O.A., Bashmakova N.V., Malgina G.B., Bragina E.E., Michelson A.A., Chistyakova G.N. Ultrastructural markers of tissue endometrial receptivity in patients with recurrent implantation failure. Gynecol. Endocrinol. 2019; 35(Suppl. 1): 45-8. https://dx.doi.org/10.1080/09513590.2019.1653562.
Гохберг Я.А., Макарова Н.П., Бабаян А.А., Калинина Е.А. Роль различных факторов воздействия на эндометрий в повышении эффективности программ вспомогательных репродуктивных технологий. Акушерство и гинекология. 2021; 1: 28-34.
Keleş I.D., Ülgen E., Erkan M.B., Çelik S.E., Aydın Y., Önem A.N. et al. Comparison of endometrial prostanoid profiles in three infertile subgroups: the missing part of receptivity? Fertil. Steril. 2020; 113(3): 670-8.e1. https://dx.doi.org/ 10.1016/j.fertnstert.2019.10.017.
Кибанов М.В., Махмудова Г.М., Гохберг Я.А. Поиск идеального маркера для оценки рецептивности эндометрия: от гистологии до современных молекулярно-генетических подходов. Альманах клинической медицины. 2019; 47(1): 12-25.
Timofeeva A.V., Chagovets V.V., Drapkina Y.S., Makarova N.P., Kalinina E.A., Sukhikh G.T. Cell-free, embryo-specific sncRNA as a molecular biological bridge between patient fertility and IVF efficiency. Int. J. Mol. Sci. 2019; 20(12): 2912. https://dx.doi.org/10.3390/ijms20122912.
Zmuidinaite R., Sharara F.I., Iles R.K. Current advancements in noninvasive profiling of the embryo culture media secretome. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22(5): 2513. https://dx.doi.org/10.3390/ijms22052513.
Capra E., Lange-Consiglio A. The biological function of extracellular vesicles during fertilization, early embryo-maternal crosstalk and their involvement in reproduction: review and overview. Biomolecules. 2020; 10(11): 1510. https://dx.doi.org/10.3390/biom10111510.
Haraszti R.A., Didiot M.C., Sapp E., Leszyk J., Shaffer S.A., Rockwell H.E. et al. High-resolution proteomic and lipidomic analysis of exosomes and microvesicles from different cell sources. J. Extracell. Vesicles. 2016; 5: 32570. https://dx.doi.org/10.3402/jev.v5.32570.
Haouzi D., Entezami F., Torre A., Innocenti C., Antoine Y., Mauries C. et al. Customized frozen embryo transfer after identification of the receptivity window with a transcriptomic approach improves the implantation and live birth rates in patients with repeated implantation failure. Reprod. Sci. 2021; 28(1): 69-78. https://dx.doi.org/10.1007/s43032-020-00252-0.
Salas-Huetos A., James E.R., Aston K.I., Carrell D.T., Jenkins T.G., Yeste M. The role of miRNAs in male human reproduction: a systematic review. Andrology. 2020; 8(1): 7-26. https://dx.doi.org/10.1111/andr.12714.
Treiber T., Treiber N., Meister G. Regulation of microRNA biogenesis and its crosstalk with other cellular pathways. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2019; 20(1): 5-20. https://dx.doi/10.1038/s41580-018-0059-1.
Ha M., Kim V.N. Regulation of microRNA biogenesis. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2014; 15(8): 509-24. https://dx.doi.org/10.1038/nrm3838.
Iwasaki Y.W., Siomi M.C., Siomi H. PIWI-interacting RNA: its biogenesis and functions. Annu. Rev. Biochem. 2015; 84: 405-33. https://dx.doi.org/ 10.1146/annurev-biochem-060614-034258.
Hirakata S., Siomi M.C. PiRNA biogenesis in the germline: from transcription of piRNA genomic sources to piRNA maturation. Biochim. Biophys. Acta. 2016; 1859(1): 82-92. https://dx.doi.org/10.1016/j.bbagrm.2015.09.002.
Guo X., Li T.C., Chen X. The endometrial proteomic profile around the time of embryo implantation. Biol. Reprod. 2021; 104(1): 11-26. https://dx.doi.org/ 10.1093/biolre/ioaa150.
Hua R., Wang Y., Lian W., Li W., Xi Y., Xue S. et al. Small RNA-seq analysis of extracellular vesicles from porcine uterine flushing fluids during peri-implantation. Gene. 2021; 766: 145117. https://dx.doi.org/10.1016/j.gene.2020.145117.
Homer H., Rice G.E., Salomon C. Review: embryo- and endometrium-derived exosomes and their potential role in assisted reproductive treatments-liquid biopsies for endometrial receptivity. Placenta. 2017; 54: 89-94. https://dx.doi.org/ 10.1016/j.placenta.2016.12.011.
Shi C., Shen H., Fan L.J., Guan J., Zheng X.B., Chen X. et al. Endometrial microRNA signature during the window of implantation changed in patients with repeated implantation failure. Chin. Med. J. (Engl). 2017; 130(5): 566-73. https://dx.doi.org/10.4103/0366-6999.200550.
Franasiak J.M., Forman E.J., Hong K.H., Werner M.D., Upham K.M., Treff N.R. et al. The nature of aneuploidy with increasing age of the female partner: a review of 15,169 consecutive trophectoderm biopsies evaluated with comprehensive chromosomal screening. Fertil. Steril. 2014; 101(3): 656-63.e1. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2013.11.004.
Rosenbluth E.M., Shelton D.N., Wells L.M., Sparks A.E., Van Voorhis B.J. Human embryos secrete microRNAs into culture media – a potential biomarker for implantation. Fertil. Steril. 2014; 101(5): 1493-500. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2014.01.058.
Cuman C., Van Sinderen M., Gantier M.P., Rainczuk K., Sorby K., Rombauts L. et al. Human blastocyst secreted microRNA regulate endometrial epithelial cell adhesion. EBioMedicine. 2015; 2(10): 1528-35. https://dx.doi.org/10.1016/j.ebiom.2015.09.003.
Borges E. Jr., Setti A.S., Braga D.P., Geraldo M.V., Figueira R.C., Iaconelli A. Jr. MiR-142-3p as a biomarker of blastocyst implantation failure – a pilot study. JBRA Assist. Reprod. 2016; 20(4): 200-5. https://dx.doi.org/10.5935/1518-0557.20160039.
Timofeeva A., Drapkina Y., Fedorov I., Chagovets V., Makarova N., Shamina M. et al. Small noncoding RNA signatures for determining the developmental potential of an embryo at the morula stage. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21(24): 9399. https://dx.doi.org/10.3390/ijms21249399.
Драпкина Ю.С., Тимофеева А.В., Чаговец В.В., Кононихин А.С., Франкевич В.Е., Калинина Е.А. Применение омиксных технологий в решении проблем репродуктивной медицины. Акушерство и гинекология. 2018; 9: 24-32.
Vilella F., Moreno-Moya J.M., Balaguer N., Grasso A., Herrero M., Martínez S. et al. Hsa-miR-30d, secreted by the human endometrium, is taken up by the pre-implantation embryo and might modify its transcriptome. Development. 2015; 142(18): 3210-21. https://dx.doi.org/10.1242/dev.124289.
Ferlita A., Battaglia R., Andronico F., Caruso S., Cianci A., Purrello M. et al. Non-coding RNAs in endometrial physiopathology. Int. J. Mol. Sci. 2018; 19(7): 2120. https://dx.doi.org/10.3390/ijms19072120.
Inyawilert W., Fu T.Y., Lin C.T., Tang P.C. MicroRNA-199a mediates mucin 1 expression in mouse uterus during implantation. Reprod. Fertil. Dev. 2014; 26(5): 653-64. https://dx.doi.org/10.1071/RD12097.
Liang J., Cao D., Zhang X., Liu L., Tan Q., Shi S. et al. MiR-192-5p suppresses uterine receptivity formation through impeding epithelial transformation during embryo implantation. Theriogenology. 2020; 157: 360-71. https://dx.doi.org/10.1016/j.theriogenology.2020.08.009.
Kang Y.J., Lees M., Matthews L.C., Kimber S.J., Forbes K., Aplin J.D. MiR-145 suppresses embryo-epithelial juxtacrine communication at implantation by modulating maternal IGF1R. J. Cell Sci. 2015; 128(4): 804-14. https://dx.doi.org/10.1242/jcs.164004.
Tochigi H., Kajihara T., Mizuno Y., Mizuno Y., Tamaru S., Kamei Y. et al. Loss of miR-542-3p enhances IGFBP-1 expression in decidualizing human endometrial stromal cells. Sci. Rep. 2017; 7: 40001. https://dx.doi.org/10.1038/srep40001.
Sultana S., Kajihara T., Mizuno Y., Sato T., Oguro T., Kimura M. et al. Overexpression of microRNA-542-3p attenuates the differentiating capacity of endometriotic stromal cells. Reprod. Med. Biol. 2017; 16(2): 170-8. https://dx.doi.org/10.1002/rmb2.12028.
Kimura M., Kajihara T., Mizuno Y., Sato T., Ishihara O. Loss of high-mobility group N5 contributes to the promotion of human endometrial stromal cell decidualization. Reprod. Med. Biol. 2018; 17(4): 493-9. https://dx.doi.org/10.1002/rmb2.12226.
Wang Y., Qin C., Witarsa F. Clarifying configurations of reaction rate constant for first-order and Monod-type kinetics: a comparative manner and a pursuit of parametric definition. Waste Manag. 2018; 77: 22-9. https://dx.doi.org/10.1016/j.wasman.2018.04.040.
Cui J., Liu X., Yang L., Che S., Guo H., Han J. et al. MiR-184 combined with STC2 promotes endometrial epithelial cell apoptosis in dairy goats via RAS/RAF/MEK/ERK pathway. Genes (Basel). 2020; 11(9): 1052. https://dx.doi.org/10.3390/genes11091052.
Zhang L., Liu X., Liu J., Ma X., Zhou Z., Song Y. et al. MiR-26a promoted endometrial epithelium cells (EECs) proliferation and induced stromal cells (ESCs) apoptosis via the PTEN-PI3K/AKT pathway in dairy goats. J. Cell. Physiol. 2018; 233(6): 4688-4706. https://dx.doi.org/10.1002/jcp.26252.
Коган Е.А., Калинина Е.А., Колотовкина А.В., Файзуллина Н.М., Адамян Л.В. Морфологический и молекулярный субстрат нарушения рецептивности эндометрия у бесплодных пациенток с наружно-генитальным эндометриозом. Акушерство и гинекология. 2014; 8: 47-52.
Dong X., Sui C., Huang K., Wang L., Hu D., Xiong T. et al. MicroRNA-223-3p suppresses leukemia inhibitory factor expression and pinopodes formation during embryo implantation in mice. Am. J. Transl. Res. 2016; 8(2): 1155-63.
Chen C., Zhao Y., Yu Y., Li R., Qiao J. MiR-125b regulates endometrial receptivity by targeting MMP26 in women undergoing IVF-ET with elevated progesterone on HCG priming day. Sci. Rep. 2016; 6: 25302. https://dx.doi.org/10.1038/srep25302.
Salmasi S., Sharifi M., Rashidi B. Evaluating the effect of ovarian stimulation and exogenous progesterone on CD31-positive cell density, VEGF protein, and miR-17-5p expression of endometrium immediately before implantation. Biomed. Pharmacother. 2021; 133: 110922. https://dx.doi.org/10.1016/j.biopha.2020.110922.
Akbar R., Ullah K., Rahman T.U., Cheng Y., Pang H.Y., Jin L.Y. et al. MiR-183-5p regulates uterine receptivity and enhances embryo implantation. J. Mol. Endocrinol. 2020; 64(1): 43-52. https://dx.doi.org/10.1530/JME-19-0184.
Riyanti A., Febri R.R., Zakirah S.C., Harzif A.K., Rajuddin R., Muharam R. et al. Suppressing HOXA-10 gene expression by microRNA 135b during the window of implantation in infertile women. J. Reprod. Infertil. 2020;21(3): 217-21.
Tan J., Kan A., Hitkari J., Taylor B., Tallon N., Warraich G. et al. The role of the endometrial receptivity array (ERA) in patients who have failed euploid embryo transfers. J. Assist. Reprod. Genet. 2018; 35(4): 683-92. https://dx.doi.org/10.1007/s10815-017-1112-2.
Eisman L.E., Pisarska M.D., Wertheimer S., Chan J.L., Akopians A.L., Surrey M.W. et al. Clinical utility of the endometrial receptivity analysis in women with prior failed transfers. J. Assist. Reprod. Genet. 2021; 38(3): 645-50. https://dx.doi.org/10.1007/s10815-020-02041-9.
Hashimoto T., Koizumi M., Doshida M., Toya M., Sagara E., Oka N. et al. Efficacy of the endometrial receptivity array for repeated implantation failure in Japan: a retrospective, two-centers study. Reprod. Med. Biol. 2017; 16(3):290-6. https://dx.doi.org/10.1002/rmb2.12041.
Patel J.A., Patel A.J., Banker J.M., Shah S.I., Banker M.R. Personalized embryo transfer helps in improving In vitro fertilization/ICSI outcomes in patients with recurrent implantation failure. J. Hum. Reprod. Sci. 2019; 12(1): 59-66. https://dx.doi.org/10.4103/jhrs.JHRS_74_18.
Li T., Greenblatt E.M., Shin M.E., Brown T.J., Chan C. Cargo small non-coding RNAs of extracellular vesicles isolated from uterine fluid associate with endometrial receptivity and implantation success. Fertil. Steril. 2021; 115(5): 1327-36. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2020.10.046.
Grasso A., Navarro R., Balaguer N., Moreno I., Alama P., Jimenez J. et al. Endometrial liquid biopsy provides a miRNA roadmap of the secretory phase of the human endometrium. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2020; 105(3): dgz146. https://dx.doi.org/10.1210/clinem/dgz146.

Поступила 28.06.2021

Принята в печать 12.07.2021

Гохберг Яэль Александровна, аспирант отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. профессора Б.В. Леонова, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова МЗ РФ, dr.yaelgokhberg@gmail.com,
117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Тимофеева Анжелика Владимировна, к.б.н, заведующая лабораторией прикладной транскриптомики отдела системной биологии в репродукции, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова МЗ РФ, avtimofeeva28@gmail.com,
117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Калинина Елена Анатольевна, д.м.н., профессор, заведующая отделением вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. профессора Б.В. Леонова, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова МЗ РФ, e_kalinina@oparina4.ru,
117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.

Вклад авторов: Гохберг Я.А. – сбор и анализ литературных данных, обработка исходного материала и написание статьи; Тимофеева А.В., Калинина Е.А. – редактирование рукописи статьи и утверждение публикации.
Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.
Финансирование: Работа проведена без привлечения дополнительного финансирования со стороны третьих лиц.
Для цитирования: Гохберг Я.А., Тимофеева А.В., Калинина Е.А.
Молекулярные маркеры рецептивности эндометрия в программах
вспомогательных репродуктивных технологий.
Акушерство и гинекология. 2021; 11: 56-62
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2021.11.56-62

Молекулярные маркеры рецептивности эндометрия в программах вспомогательных репродуктивных технологий

Гохберг Я.А., Тимофеева А.В., Калинина Е.А.

Ключевые слова

Список литературы

Об авторах / Для корреспонденции

Также по теме