Оценка уровня экспрессии пивиРНК hsa_piR_020497 в фолликулярной жидкости пациенток с различными исходами программ экстракорпорального оплодотворения

Шамина М.А., Тимофеева А.В., Федоров И.С., Калинина Е.А.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Россия
Цель: Определение взаимосвязи между морфологическими и молекулярно-биологическими критериями оценки качества ооцитов, полученных у обследуемых женщин в день проведения трансвагинальной пункции фолликулов.
Материалы и методы: Применен метод глубокого секвенирования с последующей его валидацией методом ОТ-ПЦР в реальном времени для идентификации спектра малых некодирующих РНК (мнкРНК), присутствующих в фолликулярной жидкости левого и правого яичников 25 пациенток, среди которых 3 пациентки вступили в программу ЭКО повторно после отрицательного результата селективного переноса эмбриона в полость матки и проведенной по этой причине прегравидарной подготовки (назначение мио-инозитола в сочетании с фолиевой кислотой, витамином D, а также омега-3).
Результаты: Из 86 пивиРНК и 79 микроРНК, идентифицированных методом глубокого секвенирования мнкРНК фолликулярной жидкости яичников пациенток, уровень экспрессии пивиРНК hsa_piR_020497 был статистически значимо (р=0,01) повышен в группе пациенток с положительным исходом ВРТ (n=14) относительно группы пациенток с отрицательным исходом ВРТ (n=8) по данным ОТ-ПЦР в реальном времени. В результате проведенной прегравидарной подготовки у всех трех пациенток было выявлено увеличение уровня экспрессии hsa_piR_020497 в фолликулярной жидкости в одном или двух яичниках до значений уровня экспрессии hsa_piR_020497, характерных для группы пациенток с наступившей беременностью. Белковые продукты потенциальных генов-мишеней hsa_piR_020497 участвуют в сигнальных путях, опосредованных рецептором к эпидермальному ростовому фактору (ErbB), митоген-активированной протеинкиназой (MAPK), трансформирующим ростовым фактором бета (TGFβ), инсулиноподобным ростовым фактором 1 (IGF1), фосфатидилинозитол-3-киназном пути, опосредованном действием Akt, в регуляции концентрации цитозольного кальция и метаболизме витаминов и кофакторов.
Заключение: Поскольку белковые продукты генов-мишеней hsa_piR_020497 участвуют в основных сигнальных путях, отвечающих за формирование фолликула и созревание яйцеклетки, актуальным является проведение дальнейших исследований на многочисленной выборке супружеских пар для определения влияния на исходы программ ЭКО.

Ключевые слова

ЭКО
бесплодие
фолликулярная жидкость
ооциты
беременность
метод глубокого секвенирования
количественная ОТ-ПЦР в реальном времени
малые некодирующие РНК
sncRNA
пивиРНК
piRNA
hsa_piR_020497
прегравидарная подготовка

Одной из основных актуальных проблем современности во всех развитых странах является бесплодие. Несмотря на то что современная репродуктивная медицина с каждым годом помогает большинству бесплодных пар достичь наступления беременности, частота успешных программ экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) находится на достаточно низком уровне [1].

Причинами ненаступления беременности являются как мужские, так и женские факторы. Основным фактором, влияющим на возможность получения эмбриона «хорошего» качества, способного к имплантации и формированию здорового плода, являются компетентные женские и мужские гаметы. В то время как получение спермы пациентов для визуального определения ее качества является простым в техническом плане методом диагностики, определение качества ооцитов возможно только при проведении трансвагинальной пункции фолликулов (ТВП) в рамках программ ЭКО. В связи с тем, что проведение программ ЭКО связано с приемом гормональных препаратов, потенциальными интраоперационными и послеоперационными осложнениями, развитием синдрома гиперстимуляции яичников, в последние годы ученые занимаются поиском биомаркеров качества ооцитов, а также способов улучшения их качества.

Яйцеклетки формируются из примордиальных половых клеток в антенатальный период и их качество зависит от координированного взаимодействия с клетками гранулезы в постнатальный период посредством аутокринных, паракринных и эндокринных факторов [2]. Поэтому молекулярный состав фолликулярной жидкости (ФЖ) является отражением качества оогенеза в антенатальный и постнатальный периоды как было продемонстрировано в обзорной статье Qasemi M. и Amidi F. об использовании представителей класса малых некодирующих РНК – микроРНК – ФЖ в качестве биомаркеров возможных нарушений фолликулогенеза и оогенеза при синдроме поликистозных яичников, синдроме истощения яичников и эндометриозе [3].

Проведенными ранее исследованиями продемонстрировано, что мио-инозитол в сочетании с фолиевой кислотой, омега-3 и витамин D оказывают непосредственное влияние на метаболомный, липидомный, протеомный, транскриптомный профили фолликулярной жидкости, изменения которых были выявлены у женщин с пониженной фертиль­ностью [4, 5]. Мио-инозитол является важным компонентом фолликулярного микроокружения и играет определяющую роль как в ядерном, так и в цитоплазматическом развитии ооцитов. Были проведены исследования, в которых было показано, что высокое содержание мио-инозитола в ФЖ пациенток во время проведения программ ЭКО коррелировало с высоким качеством ооцитов, в то время как его снижение – с плохим качеством [6]. В связи с этим можно предположить, что добавление мио-инозитола в качестве подготовки к проведению программ ЭКО, а также при планировании самопроизвольной беременности сможет улучшить качество полученных ооцитов за счет уменьшения количества дегенерированных и незрелых ооцитов, при этом повышая качество полученных после оплодотворения эмбрионов.

В проведенных ранее исследованиях было доказано, что применение фолатов, а также омега-3 является важным аспектом для нормофизиологического развития плода. Недостаточность фолатов нарушает метилирование ДНК и приводит к функциональному дефициту омега-3 ПНЖК у беременной, а недостаточность омега-3 ПНЖК стимулирует нарушения обмена фолатов [7]. Дефицит фолатов также может приводить к нарушению процессов роста и развития клеток и, как следствие, к увеличению частоты пороков развития эмбриона [8]. В 2017 г. было опубликовано исследование, в котором показано, что применение миоинозитола в программах подготовки к ЭКО способно повысить шанс получения зрелых ооцитов за счет обеспечения полноценного мейоза, а также снизить гормональную нагрузку и повысить эффективность программы ЭКО [9]. В 2019 г. группа ученых изучала влияние назначения инозитола в сочетании с фолиевой кислотой в качестве прегравидарной подготовки на исходы программы ЭКО у пациенток со сниженным овариальным резервом. Было обнаружено, что у пациенток группы с прегравидарной подготовкой было получено большее количество зрелых ооцитов (5 (0–7) против 2 (0–5); p=0,049) и эмбрионов хорошего качества (42,2% против 30,1%; p=0,049), чем в группе без предварительного лечения, а также установлена большая частота наступления беременности на перенос эмбриона в полость матки (38,1% против 30,0%; p=0,041) [10].

Витамин D играет важную роль в правильном развитии и функционировании организма. Активация рецептора витамина D может прямо или опосредованно регулировать экспрессию очень большого числа генов [11]. В 2018 г. был опубликован систематический обзор, в котором было показано, что частота живорождения у женщин с недостаточным уровнем витамина D после проведения программы ЭКО была достоверно ниже, чем у женщин с достаточным уровнем витамина D (RR 0,74; 95% ДИ 0,58–0,90) [12]. Достоверный эффект от добавления витамина D пациенткам с диагностированным бесплодием еще недостаточно изучен, несмотря на то, что в некоторых исследованиях было показано увеличение частоты наступления клинической беременности, а также частоты живорождения у женщин с достаточным уровнем витамина D.

В связи с этим дальнейшие исследования эффективности применения вышеуказанных препаратов до вступления пациенток в программы ЭКО с целью улучшения результативности стимулированных циклов являются актуальными.

Материалы и методы

В отделение вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. проф. Б.В. Леонова ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Минздрава России обратились 52 супружеские пары с целью преодоления бесплодия. Среди данных супружеских пар были выделены 25 пар, где пациенткам был произведен селективный перенос 1 эмбриона в полость матки на 5-е сутки культивирования.

Супружеским парам, включенным в данное научное исследование, было проведено предварительное полное клинико-лабораторное обследование в соответствии с приказом Минздрава России №107н от 30.08.2012 г. «О порядке использования вспомогательных репродуктивных технологий, противопоказаниях и ограничениях к их применению».

Стимуляция овуляции у обследуемых женщин проводилась по стандартному протоколу со 2–3-го дня менструального цикла с использованием антагοниста гонадοтропин-рилизинг-гормοна (ант-ГнРГ) в комбинации с рекомбинантным фолликулостимулирующим гормоном (р-ФСГ). Для финального созревания ооцитов назначался хорионический гонадотропин человека (чХГ) в дозе 8000–10 000 МЕ/сут однократно внутримышечно в качестве триггера овуляции. Начиная со дня ТВП, производилась поддержка лютеиновой фазы цикла препаратами микронизированного прогестерона 300 мг/сутки интравагинально. Дозы вводимых препаратов, а также длительность стимулированного цикла статистически не отличались между исследуемыми пациентками (данные не приведены). Далее проводили ТВП с последующей морфологической оценкой зрелости полученных ооцитов. Производился раздельный сбор пула ФЖ из группы фолликулов правого и левого яичников, при этом кровь в полученной ФЖ отсутствовала. В день проведения ТВП супруги пациенток сдавали спермограмму с целью оценки качества спермы и выделения сперматозоидов, обладающих наибольшей оплодотворяющей способностью на основании их визуальной морфологической характеристики. Оплодотворение всех зрелых ооцитов осуществляли методом интрацитоплазматической инъекции сперматозоида в ооцит (ИКСИ). Через 16–18 ч после оплодотворения проводили визуальную оценку формирования зиготы. Качество полученных эмбрионов оценивали на 4–5-е сутки культивирования на основании морфологических критериев оценки развития эмбрионов Gardner.

Молекулярно-биологические методы исследования

Из собранных образцов ФЖ была выделена РНК колоночным способом с использованием набора miRNeasy Serum/Plasma Kit (Qiagen), проанализирована методом глубокого секвенирования с использованием набора по синтезу кДНК-библиотек NEBNext Multiplex Small RNA Library Prep Set for Illumina (Set11, New England Biolab, Germany) на платформе NextSeq 500 platform (Illumina, USA), проанализирована методом количественной ОТ-ПЦР в реальном времени с использованием наборов miScript II RT Kit (Qiagen, Hilden, Germany) и miScript SYBR Green PCR Kit (Qiagen, Hilden, Germany) по протоколам, подробно описанным в ранее опубликованных работах Тимофеевой А.В. и др. [13, 14].

Относительный уровень экспрессии кДНК оценивали по кратности изменения (КИ) методом ΔΔCt. M0s1 / M0s2 = 2-∆∆Ct, где M0s1 и M0s2 – исходные количества кДНК в образцах s1 и s2, ∆∆Сt=(Cts1-Ctnorm1)-(Cts2-Ctnorm2), Ct – значение цикла амплификации в точке пересечения кинетической кривой накопления продукта амплификации с линией порогового уровня флуоресценции, который определяется автоматически программным обеспечением амплификатора StepOnePlus; Cts1 и Cts2 – значения порогового цикла амплификации кДНК анализируемой hsa_piR_020497 в двух сравниваемых образцах s1 и s2; Ctnorm1 и Ctnorm2 – значения порогового цикла амплификации кДНК нормировочной эндогенной hsa_piR_016945 в двух сравниваемых образцах s1 и s2.

Статистический анализ

Для статистической обработки результатов использовали скрипты, написанные на языке R, и программу RStudio. Соответствие анализируемых параметров закону нормального распределения оценивали по значениям теста Шапиро–Уилка. Статистический анализ проводили с помощью теста Манна–Уитни, поскольку распределение признаков не соответствовало закону нормального распределения. Анализируемые данные представлены в виде медианы (Me) и интерквартильного интервала в формате Me (Q1;Q3). Величину порогового уровня значимости p принимали равной 0,05.

Результаты

Клинико-анамнестическая характеристика супружеских пар

При анализе клинико-лабораторных методов обследования 22 супружеских пар статистически значимых различий выявлено не было (данные не представлены). Средний возраст женщин, включенных в исследование, составил 31 год (23–35 лет). Средний возраст мужчин – 34 года (25–42 года). У 14 супружеских пар диагностировано вторичное бесплодие, в то время как у 8 пар в данном браке беременности в анамнезе отсутствовали. У 6 супружеских пар, включенных в исследование, отмечался сочетанный фактор бесплодия (диагностированный трубно-перитонеальный фактор в сочетании с мужским фактором). У 8 супружеских пар отмечался изолированный мужской фактор бесплодия, а у 6 супружеских пар – изолированный трубно-перитонеальный фактор. У 2 пациенток, включенных в исследование, в течение последнего года до проведения программы ЭКО проводилась ежемесячная фолликулометрия, по результатам которой выявлена хроническая ановуляция. В исследование были включены 7 женщин с наружным генитальным эндометриозом (НГЭ), из них у 2 пациенток была диагностирована эндометриоидная киста яичника малых размеров, не требующая оперативного вмешательства. Средняя продолжительность бесплодия у супружеских пар, включенных в исследование, составила 4 года (1–7 лет). У 8 супружеских пар в анамнезе были попытки ЭКО, при этом в 4 случаях – 2 и более неудачных попыток. У 14 пациенток данная попытка ЭКО – первая. Гормональный статус пациенток оценивался на 3-й день менструального цикла, предшествующего стимуляции, и соответствовал нормативным значениям для данной возрастной группы и фазы менструального цикла. Средние значения гормонов в сыворотке крови составили: ФСГ 5,5 МЕ/л; ЛГ 6,3 МЕ/л; АМГ 2,8 нг/мл. Остальные показатели гормонального статуса также были в пределах нормативных значений. У 14 пациенток в результате проведения программы ЭКО и переноса эмбриона в полость матки наступила беременность, при этом у 11 пациенток исход программы ЭКО был отрицательным. Среди них, у 3 супружеских пар с отрицательным исходом программы ЭКО отсутствовали криоконсервированные эмбрионы после проведенной программы, в связи с чем им была назначена прегравидарная подготовка, после которой была проведена повторная программа ЭКО. В таблице 1 приведена клинико-анамнестическая характеристика этих супружеских пар.

147-1.jpg (182 KB)

Результативность программы ВРТ до и после прегравидарной подготовки

При оценке морфологического качества полученных ооцитов у пациентки из супружеской пары I были обнаружены цитоплазматические аномалии (гранулярность цитоплазмы, наличие вакуолей в цитоплазме), что свидетельствует об их низком качестве, также у ооцитов отмечалась темная цитоплазма, с чем некоторые авторы связывают низкое качество эмбрионов [15]. Диффузная периферическая грануляция ассоциируется с неравномерным формированием пронуклеусов. Наличие нескольких вакуолей или одной вакуоли размером более 14 мкм в диаметре является негативным прогностическим признаком, так как частота оплодотворения таких ооцитов существенно снижается [16]. Кроме того, при наличии в ооците вакуолей увеличивалась частота биохимической беременности с последующим снижением частоты клинической беременности. В связи с отсутствием эмбриона удовлетворительного качества, пригодного к переносу в полость матки, этап переноса эмбриона был отменен.

Пациенткам из супружеских пар II и III и под УЗ-контролем был произведен селективный перенос в матку 1 эмбриона на 5-е сутки развития. У пациентки из супружеской пары III тест на беременность на 14-й день после переноса эмбриона в полость матки был отрицательным. У пациентки из супружеской пары II на сроке беременности 8 недель при проведении УЗ-исследования была диагностирована неразвивающаяся беременность, в связи с чем была выполнена вакуум-аспирация плодного яйца. При проведении цитогенетического исследования определен кариотип абортуса – 46XX.

Учитывая неудовлетворительные исходы программы ЭКО у данных пациенток, им было назначено лечение с целью улучшения качества полученных ооцитов, последующего повышения качества полученных после оплодотворения эмбрионов и, соответственно, исходов программы ЭКО. Пациенткам были назначены следующие препараты: «Ультра Д» в дозировке 25 мкг (1000 МЕ) по 1 таб. 2 раза/сут; омега-3 в дозировке 600 мг по 1 таб. 1 р/сут; «Иноферт» (мио-инозитол 1000 мг, фолиевая кислота 0,1 мг) по 1 пакетику 2 р/сут.

Пациентка из супружеской пары I обратилась в отделение с целью проведения повторной программы ЭКО после 3 месяцев приема препаратов, пациентка из супружеской пары II – после 7 месяцев, а пациентка из супружеской пары III – после 4 месяцев терапии. Стимуляция овуляции у обследуемых женщин проводилась по протоколу, аналогичному предыдущему стимулированному циклу. Через 35–36 ч после введения триггера овуляции производилась ТВП фолликулов с последующим эмбриологическим этапом, в который входили: оценка степени зрелости ооцитов, а также их морфологических характеристик; оценка показателей спермограммы в день ТВП с отбором сперматозоидов; оплодотворение ооцитов и дальнейшее культивирование полученных эмбрионов.

У супружеских пар I и II на 5-е сутки после проведения ТВП фолликулов в асептических условиях под УЗ-контролем был произведен селективный перенос 1 эмбриона в полость матки. У супружеской пары III, учитывая данные анамнеза бесплодия, а также желание супружеской пары, был произведен перенос 2 эмбрионов в полость матки на 4-е сутки после проведения ТВП. У пациентки из супружеской пары II тест на беременность был отрицательным через 14 дней после проведения переноса эмбриона в полость матки. У пациентки из супружеской пары III на сроке беременности 10 недель при проведении УЗ-исследования была диагностирована неразвивающаяся беременность, в связи с чем было произведено инструментальное удаление плодного яйца с последующим выскабливанием полости матки. При проведении цитогенетического исследования определен кариотип абортуса – 46XX. У пациентки из супружеской пары I исход данного цикла ЭКО завершился своевременными самопроизвольными родами здоровым плодом.

Подробная характеристика эмбриологического этапа трех пациенток, включенных в исследование, указана в таблице 2.

148-1.jpg (461 KB)

Изменение уровня экспрессии hsa_piR_020497 в ФЖ яичников пациенток до и после прегравидарной подготовки

Для идентификации малых некодирующих РНК, дифференцирующих образцы ФЖ пациенток с различным исходом программы ВРТ, было выполнено глубокое секвенирование РНК образцов 6 пациенток – пяти пациенток с отрицательными исходами программы ВРТ (пациентки 1, 4, 5, 6, 7) и с положительным исходом программы ВРТ (пациентка 8). У пациенток с отрицательными исходами программы ВРТ было выявлено (табл. 3) либо низкое морфологическое качество ооцитов в сочетании с низким соотношением MII/ОКК и отсутствием формирования бластоцист к 5-м суткам после оплодотворения яйцеклетки (пациентки 1 и 4), либо нормальная морфология ооцитов в сочетании с соотношением MII/ОКК, равным 1, и отсутствием формирования бластоцисты (пациентка 5), либо нормальная морфология ооцитов в сочетании с соотношением MII/ОКК, равным 0,8, и превалированием формирования эмбрионов неудовлетворительного качества над бластоцистами к 5-му дню после оплодотворения (пациентка 7), либо нормальные морфологические показатели яйцеклеток и полученных эмбрионов (пациентка 6). ФЖ яичников пациентки 8 была использована в качестве контрольной ввиду полученных у нее яйцеклеток отличного морфологического качества, соотношения MII/ОКК, равного 0,9, формирования бластоцист среднего, хорошего и отличного качества на основании морфологических критериев оценки развития эмбрионов Gardner при отсутствии формирования эмбрионов неудовлетворительного качества. У супругов пациенток 1, 4, 5, 6 и 7 была выявлена тератозооспермия, в связи с чем для оплодотворения яйцеклеток был выбран метод ИКСИ. У супруга пациентки 8 отмечалась нормозооспермия. Учитывая неудачные попытки ЭКО в анамнезе, а также желание супружеской пары, оплодотворение ооцитов было произведено методом ИКСИ.

Из 86 пивиРНК и 79 микроРНК, идентифицированных методом глубокого секвенирования во всех 6 образцах, мы выбрали пивиРНК hsa_piR_020497, дифференцирующую все 5 образцов ФЖ с отрицательным исходом программы ВРТ от контрольного образца, а в качестве референсной РНК для последующих исследований мы выбрали пивиРНК hsa_piR_016945 ввиду стабильного уровня экспрессии во всех анализируемых образцах (табл. 3).

Для валидации выявленных отличий уровня экспрессии hsa_piR_020497 был использован метод количественной ОТ-ПЦР в реальном времени. Были проанализированы 44 образца ФЖ из левого и правого яичников 22 пациенток, из которых у 8 пациенток беременность не наступила, а у 14 пациенток был положительный исход программы ВРТ. Образцы ФЖ левого и правого яичников пациенток из супружеских пар I– III, описанных выше, до и после прегравидарной подготовки были сопоставлены с данной выборкой по уровню экспрессии hsa_piR_020497, и данные представлены на рисунке 1 для пациентки из супружеской пары I, на рисунке 2 – для пациентки из супружеской пары II, на рисунке 3 – для пациентки из супружеской пары III.

149-1.jpg (154 KB)

150-1.jpg (302 KB)

Методом Манна–Уитни выявлено статистически значимое различие (р=0,01) между группой женщин с наступившей беременностью и группой женщин с отсутствием беременности в виде более высокого уровня экспрессии hsa_piR_020497 в ФЖ левого и правого яичников группы пациенток с положительным результатом ВРТ (1,74 (1,3;3,41) и 1,77 (1,28;3,69) соответственно) относительно такового в ФЖ левого и правого яичников группы пациенток с отрицательным результатом ВРТ (1,42 (0,87;1,82) и 0,84 (0,61;1,35) соответственно).

Обращает на себя внимание повышение уровня экспрессии hsa_piR_020497 в ФЖ правого яичника пациентки из супружеской пары I после лечения (2,98 (2,98;2,98), рис. 1, Н) до значений уровня экспрессии hsa_piR_020497, характерных для левого и правого яичников группы пациенток с наступившей беременностью (1,74 (1,3;3,41), рис. 1, А и 1,77 (1,28;3,69), рис. 1, B соответственно), при сравнении с таковым в ФЖ левого и правого яичников данной пациентки до лечения (0,52 (0,52; 0,52), рис. 1, Е и 0,3 (0,3;0,3), рис. 1, F). Отсутствие изменений уровня экспрессии hsa_piR_020497 в ФЖ левого яичника после проведенного лечения (0,55 (0,55;0,55), рис. 1, G) может быть связано с наличием эндометриоидной кисты и возможного долгосрочного отрицательного влияния на фолликулогенез в данном яичнике. После проведенного лечения улучшилось качество полученных яйцеклеток, равно как и эмбриологические показатели (табл. 2), что привело к наступлению беременности и рождению доношенного ребенка.

У пациентки из супружеской пары II обнаружено увеличение уровня экспрессии hsa_piR_020497 в ФЖ обоих яичников после проведенного лечения (рис. 2, К vs I, L vs J) c достижением значения уровня экспрессии hsa_piR_020497 в правом яичнике (2,38 (2,38;2,38), рис. 2, L), характерного для левого и правого яичника группы пациенток с наступившей беременностью (1,74 (1,3;3,41), рис. 2, А и 1,77 (1,28;3,69), рис. 2, B соответственно). Однако беременность не наступила и после прегравидарного лечения, возможно, из-за наличия воспалительного процесса в малом тазу после позднего выкидыша дихориальной триамниотической тройней в анамнезе, осложненного преждевременной отслойкой нормально расположенной плаценты, развитием кровотечения, а впоследствии непроходимостью маточных труб.

У пациентки из супружеской пары III выявлено значительное увеличение уровня экспрессии hsa_piR_020497 в ФЖ обоих яичников после проведенного лечения (рис. 3, O vs M, P vs N) c достижением значений уровней экспрессии hsa_piR_020497 в левом яичнике (1,97 (1,97;1,97), рис. 3, О) и правом яичнике (4,41 (4,41;4,41), рис. 3, Р), характерных для левого и правого яичников группы пациенток с наступившей беременностью (1,74 (1,3;3,41), рис. 3, А и 1,77 (1,28;3,69), рис. 3, B соответственно). После проведенного лечения отмечалось увеличение количества ОКК и числа эмбрионов, пригодных для переноса, по сравнению с циклом ВРТ до лечения (табл. 2). После переноса двух эмбрионов на 4-е сутки после оплодотворения произошла имплантация одного из эмбрионов, но на 10-й неделе гестации была диагностирована неразвивающаяся беременность.

Функциональная значимость потенциальных генов-мишеней hsa_piR_020497

При анализе потенциальных генов-мишеней hsa_piR_020497, идентифицированных с использованием алгоритма, описанного в статье Тимофеевой А.В. и соавт. [14], выявлено их участие в таких биологических процессах, как регуляция метаболизма нуклеиновых кислот (PAX4 – транскрипционный фактор, содержащий парный бокс-домен 4; протоонкоген JUNB; NHLH1 – транскрипционный фактор, содержащий спираль-петлю-спираль 1), клеточный рост (белковая фосфатаза SSH1, регулирующая динамические изменения актиновых филаментов), транспорт веществ (пуринергический рецептор P2RX1, формирующий АТФ-регулируемые ионные каналы, обеспечивая быструю и избирательную проницаемость для катионов), метаболизм белков (TRIM10, являющийся членом E3 убиквитинлигазного комплекса), метаболические и энергетические процессы в клетке (NADSYN1 – синтетаза 1 никотинамидадениндинуклеотида, являющегося коферментом в окислительно-восстановительных реакциях, предшественником для некоторых клеточных сигнальных молекул и субстратом для посттрансляционных модификаций белков) (рис. 4).

151-1.jpg (210 KB)

При рассмотрении сигнальных путей, в которых участвуют белковые продукты генов-мишеней hsa_piR_020497, обращает на себя внимание участие JUNB, PLK3, SSH1 в основных сигнальных путях, отвечающих за формирование фолликула и созревание яйцеклетки, а именно: сигнальных путях, опосредованных рецептором к эпидермальному ростовому фактору (ErbB), митоген-активированной протеинкиназой (MAPK), трансформирующим ростовым фактором бета (TGFβ), инсулиноподобным ростовым фактором 1 (IGF1), а также фосфатидилинозитол-3-киназном пути, опосредованном действием Akt [17, 18]. Кроме того, участие белковых продуктов других генов-мишеней hsa_piR_020497, P2RX1 и NADSYN1 в регуляции концентрации цитозольного кальция и метаболизме витаминов и кофакторов соответственно предполагает взаимное участие мио-инозитола и hsa_piR_020497 в оогенезе. Известно, что мио-инозитол образуется из глюкозо-1-фосфат в реакции, катализируемой NAD, участвует в фосфоинозитидном сигнальном пути, регулирующем концентрацию внутриклеточного кальция, который играет важную роль в созревании ооцита, оплодотворении и эмбриональном развитии [19–21].

Обсуждение

Основной целью проведения программ ВРТ является предоставление супружеской паре с бесплодием персонализированного и оптимального лечения на основе их клинико-анамнестических характеристик с целью достижения положительного результата при минимизации риска отмены проведения программы ВРТ. Недостаточное количество, а также низкое качество извлеченных ооцитов во время пункции фолликулов и/или низкий уровень фертилизации после ИКСИ считаются главными причинами отрицательного результата при проведении программ ВРТ. Использование оральных контрацептивов или кортикостероидов для улучшения ответа яичников на стимуляцию зачастую не приводят к желаемому результату или показывают статистически незначимые улучшения [22–24].

В настоящем исследовании был оценен эффект комбинированного прегравидарного лечения в виде сочетанного назначения мио-инозитола, фолиевой кислоты, витамина D и омега-3 трем женщинам с безрезультатными попытками ЭКО. Эффективность лечения оценивали по морфологическим критериям полученных ооцитов и эмбрионов, а также уровню экспрессии пивиРНК hsa_piR_020497 в ФЖ, уровень которой статистически значимо был выше в группе пациенток с положительным результатом программы ВРТ в сравнении с группой пациенток, у которых беременность не наступила в результате проведения программы ВРТ.

При сравнительном анализе стимулированных циклов у пациенток, включенных в данное исследование, до и после проведения лечения различий в длительности стимуляции, а также суммарной дозе используемых гонадотропинов не было. При сравнительном анализе эмбриологических этапов у пациентки из супружеской пары I было установлено, что после проведенного лечения было получено большее количество ОКК, при этом процент зрелых MII ооцитов также был выше. Соотношение числа зигот на стадии 2PN и количество зрелых ооцитов, равно как и количество и качество полученных эмбрионов, было выше после лечения, что позволило произвести перенос лучшего эмбриона в полость матки с развитием физиологической беременности. Надо отметить, что до лечения все полученные эмбрионы были неудовлетворительного качества.

При анализе двух эмбриологических этапов пациентки из супружеской пары II до и после лечения значимых различий получено не было. При этом цикл ЭКО до лечения закончился наступлением клинической беременности, которая была прервана в связи остановкой в развитии плода на сроке 8 недель с последующей вакуум-аспирацией плода, а в цикле ЭКО после лечения имплантация эмбриона в полость матки не произошла.

У пациентки из супружеской пары III после проведенного лечения было получено большее количество ОКК, процент зрелых ооцитов на стадии MII и количество зигот 2PN также оказались выше. При морфологической оценке полученных эмбрионов было установлено, что количество эмбрионов, пригодных к переносу в полость матки или соответствующих условиям криоконсервации, было выше после проведенного лечения. Однако после переноса двух эмбрионов в полость матки беременность остановилась в развитии на 10-й неделе гестации.

Несмотря на различия в морфологических показателях ооцитов и полученных эмбрионов у трех пациенток после проведенного лечения мио-инозитолом в сочетании с фолиевой кислотой, омега-3 и витамином D, у всех пациенток было выявлено увеличение уровня экспрессии hsa_piR_020497 в ФЖ из одного или двух яичников до значений уровня экспрессии hsa_piR_020497, характерных для группы пациенток с наступившей беременностью. Поскольку белковые продукты генов-мишеней hsa_piR_020497 участвуют в основных сигнальных путях, отвечающих за формирование фолликула и созревание яйцеклетки, можно говорить о наличии эффекта проведенной терапии. Но для понимания причин бесплодия у супружеских пар необходимы дальнейшие исследования на многочисленной выборке с подбором дозировки данных или других препаратов и длительности их применения и оценкой их эффективности по молекулярно-биологическому профилю ФЖ.

Заключение

Данное исследование показывает актуальность проблемы плохого качества ооцитов у молодых пациенток, обратившихся с целью преодоления бесплодия путем проведения программы ЭКО. Низкое качество ооцитов является одним из основных факторов, влияющих на возможность получения эмбриона «хорошего» качества. Прегравидарная подготовка, которая была применена у данных пациенток, оказала положительное влияние на характеристики эмбриологического этапа. В связи с этим необходимо проведение дальнейших поисков препаратов, используемых в качестве предварительного лечения у женщин, проходящих лечение ЭКО/ИКСИ, с целью улучшения репродуктивных исходов.

Список литературы

  1. Liang J., Wang S., Wang Z. Role of microRNAs in embryo implantation. Reprod. Biol. Endocrinol. 2017; 15(1): 90. https://dx.doi.org/10.1186/s12958-017-0309-7.
  2. Senbon S., Hirao Y., Miyano T. Interactions between the oocyte and surrounding somatic cells in follicular development: lessons from in vitro culture. J. Reprod. Dev. 2003; 49(4): 259-69. https://dx.doi.org/10.1262/jrd.49.259.
  3. Qasemi M., Amidi F. Extracellular microRNA profiling in human follicular fluid: new biomarkers in female reproductive potential. J. Assist. Reprod. Genet. 2020; 37(8): 1769-80. https://dx.doi.org/10.1007/s10815-020-01860-0.
  4. Luti S., Fiaschi T., Magherini F., Modesti P.A., Piomboni P., Governini L. et al. Relationship between the metabolic and lipid profile in follicular fluid of women undergoing in vitro fertilization. Mol. Reprod. Dev. 2020; 87(9): 986-97. https://dx.doi.org/10.1002/mrd.23415.
  5. Pla I., Sanchez A., Pors S.E., Pawlowski K., Appelqvist R., Sahlin K.B. et al. Hum. Reprod. 2021; 36(3): 756-70. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/deaa335.
  6. Akbari Sene A., Tabatabaie A., Nikniaz H., Alizadeh A., Sheibani K., Mortezapour A. et al. The myo-inositol effect on the oocyte quality and fertilization rate among women with polycystic ovary syndrome undergoing assisted reproductive technology cycles: a randomized clinical trial. Arch. Gynecol. Obstet. 2019; 299(6): 1701-7. https://dx.doi.org/10.1007/s00404-019-05111-1.
  7. Громова О.А., Торшин И.Ю., Тетруашвили Н.К., Рейер И.А. Синергизм между фолатами и докозагексаеновой кислотой в рамках раздельного приема микронутриентов во время беременности. Акушерство и гинекология. 2018; 7: 12-9.
  8. Ших Е.В., Махова А.А. Вопросы выбора формы фолата для коррекции фолатного статуса. Акушерство и гинекология. 2018; 8: 33-40.
  9. Владимирова И.В., Донников А.Е., Макарова Н.П., Калинина Е.А. Применение миоинозитола в лечении женского бесплодия в программах вспомогательных репродуктивных технологий у пациенток с высоким риском получения незрелых гамет. Акушерство и гинекология. 2017; 7: 146-9.
  10. Вартанян Э.В., Цатурова К.А., Девятова Е.А., Михайлюкова А.С., Левин В.А., Сагамонова К.Ю., Громенко Д.С., Овсянникова Т.В., Эрлихман Н.М., Колосова Е.А., Сафронова Е.В., Фотина О.В., Красновская Е.В., Пожарищенская Т.Г., Аутлева С.Р., Гзгзян А.М., Нуриев И.Р., Воропаева Е.Е., Пестова Т.И., Здановский В.М., Ким Н.А., Котельников А.Н., Сафронов О.В. , Назаренко Т.А., Ионова Р.М. Подготовка к лечению бесплодия методом экстракорпорального оплодотворения при сниженном овариальном резерве. Акушерство и гинекология. 2019; 8: 134-42.
  11. Paffoni A., Somigliana E., Sarais V., Ferrari S,. Reschini M., Makieva S. et al. Effect of vitamin D supplementation on assisted reproduction technology (ART) outcomes and underlying biological mechanisms: protocol of a randomized clinical controlled trial. The “supplementation of vitamin D and reproductive outcome” (SUNDRO) study. BMC Pregnancy Childbirth. 2019; 19(1): 395. https://dx.doi.org/10.1186/s12884-019-2538-6.
  12. Ciepiela P., Dulęba A.J., Kowaleczko E., Chełstowski K., Kurzawa R.Vitamin D as a follicular marker of human oocyte quality and a serum marker of in vitro fertilization outcome. J. Assist. Reprod. Genet. 2018; 35(7): 1265-76. https://dx.doi.org/10.1007/s10815-018-1179-4.
  13. Timofeeva A.V., Chagovets V.V., Drapkina Yu.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.
  14. Timofeeva A., Drapkina Yu., Fedorov I., Chagovets V., Makarova N., Shamina M., Kalinina E., Sukhikh G. 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.
  15. Esfandiari N., Burjaq H., Gotlieb L., Casper R.F. Brown oocytes: implications for assisted reproductive technology. Fertil. Steril. 2006; 86(5): 1522-5. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2006.03.056.
  16. Горшкова А.Г., Долгушина Н.В., Макарова Н.П., Ковальская Е.В., Калинина Е.А. Факторы риска развития дисморфизмов ооцитов в программах вспомогательных репродуктивных технологий. Акушерство и гинекология. 2015; 5: 66-73.
  17. Alexandri C., Daniel A., Bruylants G., Demeestere I. The role of microRNAs in ovarian function and the transition toward novel therapeutic strategies in fertility preservation: from bench to future clinical application. Hum. Reprod. Update. 2020; 26(2): 174-96. https://dx.doi.org/10.1093/humupd/dmz039.
  18. Santonocito M., Vento M., Guglielmino M.R., Battaglia R., Wahlgren J., Ragusa M. et al. Molecular characterization of exosomes and their microRNA cargo in human follicular fluid: bioinformatic analysis reveals that exosomal microRNAs control pathways involved in follicular maturation. Fertil. Steril. 2014; 102(6): 1751-61.e1. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2014.08.005.
  19. Di Paolo G., De Camilli P. Phosphoinositides in cell regulation and membrane dynamics. Nature. 2006; 443(7112): 651-7. https://dx.doi.org/10.1038/nature05185.
  20. Vitale S.G., Rossetti P., Corrado F., Rapisarda A.M., La Vignera S., Condorelli R. et al. How to achieve high-quality oocytes? The key role of myo-inositol and melatonin. Int. J. Endocrinol. 2016; 2016: 4987436. https://dx.doi.org/10.1155/2016/4987436.
  21. Wakai T., Mehregan A., Fissore R.A. Ca2+ signaling and homeostasis in mammalian oocytes and eggs. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2019; 11(12): a035162. https://dx.doi.org/10.1101/cshperspect.a035162.
  22. Farquhar C., Rombauts L., Kremer J.A., Lethaby A., Ayeleke R.O. Oral contraceptive pill, progestogen or oestrogen pretreatment for ovarian stimulation protocols for women undergoing assisted reproductive techniques. Cochrane Database Syst. Rev. 2017; (5): CD006109. https://dx.doi.org/10.1002/14651858.CD006109.pub3.
  23. Kalem M.N., Kalem Z., Gurgan T. Effect of metformin and oral contraceptives on polycystic ovary syndrome and IVF cycles. J. Endocrinol. Invest. 2017; 40(7): 745-52. https://dx.doi.org/10.1007/s40618-017-0634-x.
  24. Kalampokas T., Pandian Z., Keay S., Bhattacharya S. Glucocorticoid supplementation during ovarian stimulation for IVF or ICSI. Cochrane Ddatabase Syst. Rev. 2017; (3): CD004752. https://dx.doi.org/10.1002/14651858.CD004752.pub2.

Поступила 23.09.2021

Принята в печать 19.11.2021

Об авторах / Для корреспонденции

Шамина Мария Александровна, аспирант отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. профессора Б.В. Леонова,
НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, +7(916)096-60-90, mariashamina@mail.ru, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Тимофеева Анжелика Владимировна, к.б.н., заведующая лабораторией прикладной транскриптомики отдела системной биологии в репродукции,
НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, +7(495)438-13-41, avtimofeeva28@gmail.com, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Федоров Иван Сергеевич, м.н.с. лаборатории прикладной транскриптомики отдела системной биологии в репродукции, НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, +7(495)438-13-41, is_fedorov@oparina4.ru, 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,
НМИЦ АГП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, +7(495)438-13-41, e_kalinina@oparina4.ru, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.

Вклад авторов: Калинина Е.А., Тимофеева А.В. – концепция и дизайн исследования; Шамина М.А. – сбор материала и создание клинической базы образцов; Тимофеева А.В., Федоров И.С. – получение экспериментальных данных; Федоров И.С. – статистическая обработка данных; Тимофеева А.В., Шамина М.А. – написание текста;
Калинина Е.А. – редактирование.
Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Работа выполнена без спонсорской поддержки.
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: Шамина М.А., Тимофеева А.В., Федоров И.С., Калинина Е.А. Оценка уровня экспрессии пивиРНК hsa_piR_020497 в фолликулярной жидкости пациенток с различными исходами программ экстракорпорального оплодотворения.
Акушерство и гинекология. 2021; 11: 143-153
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2021.11.143-153

Также по теме

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