Возможности повышения эффективности программ вспомогательных репродуктивных технологий с помощью селекции сперматозоидов на ооцит-кумулюсных комплексах
Проведен систематический анализ данных, имеющихся в современной научной литературе, о роли клеток кумулюса и селекции сперматозоидов с помощью ооцит-кумулюсных комплексов в повышении эффективности программ вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). В обзор включены данные зарубежных статей, найденных в PubMed (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov), опубликованных за последние 10 лет. Клетки кумулюса, окружающие ооцит при естественном оплодотворении, служат селективным барьером, который позволяет отбирать сперматозоиды с большим потенциалом к проникновению через оболочки ооцита (зона пеллюцида, мембрана) и последующей активацией женской половой клетки. В обзоре представлены современные методы, позволяющие имитировать естественное оплодотворение в программах лечения бесплодия методами ВРТ. Описано влияние технологии селекции сперматозоидов на клетках кумулюса на показатели фертильности мужских гамет и результаты программ экстракорпорального оплодотворения. Отмечены противоречивые результаты эффективности данной селекции на исходы программ ВРТ, которые, как показали некоторые авторы, зависят от манипуляций и методов подготовки чашек для отбора сперматозоидов, а также от качества полученных у супруги клеток кумулюса.Чистякова А.В., Макарова Н.П., Лобанова Н.Н., Смольникова В.Ю.
Заключение: Накопленные на сегодняшний день данные подтверждают целесообразность и перспективность изучения эффективности различных современных методик селекции сперматозоидов. Необходимо проведение дальнейших исследований для оценки прогностической значимости взаимодействия сперматозоидов с клетками кумулюса на результативность программ ВРТ и исходы беременностей.
Ключевые слова
вспомогательные репродуктивные технологии
бесплодие
интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида в ооцит (ИКСИ)
экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО)
имплантация
мужское бесплодие
сперматозоид
ооцит-кумулюсный комплекс
Список литературы
- Szamatowicz M. Assisted reproductive technology in reproductive medicine – possibilities and limitations. Ginekol. Pol. 2016; 87(12): 820-3. https://dx.doi.org/10.5603/GP.2016.0095.
- Agarwal A., Baskaran S., Parekh N., Cho C.L., Henkel R., Vij S. et al. Male infertility. Lancet. 2021; 397(10271): 319-33. https://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(20)32667-2.
- Miyamoto T., Tsujimura A., Miyagawa Y., Koh E., Namiki M., Sengoku K. Male infertility and its causes in human. Adv. Urol. 2012; 2012: 384520. https://dx.doi.org/10.1155/2012/384520.
- World Health Organization. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 5th ed. Geneva: WHO; 2010. Wyns C., De Geyter C., Calhaz-Jorge C., Kupka M.S., Motrenko T., Smeenk J.
- et al. ART in Europe, 2017: results generated from European registries by ESHRE. European IVF-Monitoring Consortium (EIM) for the European Society of Human Reproduction and Embryology (ESHRE). Hum. Reprod. Open. 2021; 2021(3): hoab026. https://dx.doi.org/10.1093/hropen/hoab026.
- Wang C., Feng G., Shu J., Zhou H., Zhang B., Chen H. et al. Cumulus oophorus complexes favor physiologic selection of spermatozoa for intracytoplasmic sperm injection. Fertil. Steril. 2018; 109(5): 823-31. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2017.12.026.
- Meseguer M., Hickman C., Pellicer A. Better together than alone: the cumulus benefits. Fertil. Steril. 2018; 109(5): 786-7. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2018.02.117.
- Rijsdijk M., Franken D.R. Use of the capillary-cumulus oophorus model for evaluating the selection of spermatozoa. Fertil. Steril. 2007; 88(6): 1595-602. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2007.01.062.
- Дударова А.Х., Смольникова В.Ю., Макарова Н.П., Горшинова В.К., Попова А.Ю., Гамидов С.И., Калинина Е.А. Различные методики оплодотворения ооцитов и их взаимосвязь с результативностью программ вспомогательных репродуктивных технологий при лечении бесплодия. Акушерство и гинекология. 2017; 7: 96-103.
- Knez K., Zorn B., Tomazevic T., Vrtacnik-Bokal E., Virant-Klun I. The IMSI procedure improves poor embryo development in the same infertile couples with poor semen quality: a comparative prospective randomized study. Reprod. Biol. Endocrinol. 2011; 9: 123. https://dx.doi.org/10.1186/1477-7827-9-123.
- Mangoli E., Khalili M.A. The beneficial role of intra cytoplasmic morphologically selected sperm injection (IMSI) in assisted reproduction. J. Reprod. Infertil. 2020; 21(1): 3-10.
- Оsеguеrа-Lореz I., Ruiz-Diaz S., Ramos-Ibeas Р., Perez-Cereza1es S. Nove1 techniques of sperm selection for improving IVF and ICSI outcomes. Front. Cel1 Dev. Biol. 2019; 7: 298. https://dx.doi.org/10.3389/fcell.2019.00298.
- Huang Z., Wells D. The human oocyte and cumulus cells relationship: new insights from the cumulus cell transcriptome. Mol. Hum. Reprod. 2010; 16(10): 715-25. https://dx.doi.org/10.1093/molehr/gaq031.
- Sutton M.L., Cetica P.D., Beconi M.T., Kind K.L., Gilchrist R.B., Thompson J.G. Influence of oocyte-secreted factors and culture duration on the metabolic activity of bovine cumulus cell complexes. Reproduction. 2003; 126(1): 27-34. https://dx.doi.org/10.1530/rep.0.1260027.
- Diaz F.J., Wigglesworth K., Eppig J.J. Oocytes determine cumulus cell lineage in mouse ovarian follicles. J. Cell Sci. 2007; 120(Pt 8):1330-40. https://dx.doi.org/10.1242/jcs.000968.
- Gilchrist R.B., Lane M., Thompson J.G. Oocyte-secreted factors: regulators of cumulus cell function and oocyte quality. Hum. Reprod. Update. 2008; 14(2): 159-77. https://dx.doi.org/10.1093/humupd/dmm040.
- Dragovic R.A., Ritter L.J., Schulz S.J., Amato F., Armstrong D.T., Gilchrist R.B. Role of oocyte-secreted growth differentiation factor 9 in the regulation of mouse cumulus expansion. Endocrinology. 2005; 146(6): 2798-806. https://dx.doi.org/10.1210/en.2005-0098.
- Hanrahan J.P., Gregan S.M., Mulsant P., Mullen M., Davis G.H., Powell R., Galloway S.M. Mutations in the genes for oocyte-derived growth factors GDF9 and BMP15 are associated with both increased ovulation rate and sterility in Cambridge and Belclare sheep (Ovis aries). Biol. Reprod. 2004; 70(4): 900-9. https://dx.doi.org/10.1095/biolreprod.103.023093.
- Di Pasquale E., Beck-Peccoz P., Persani L. Hypergonadotropic ovarian failure associated with an inherited mutation of human bone morphogenetic protein-15 (BMP15) gene. Am. J. Hum. Genet. 2004; 75(1): 106-11. https://dx.doi.org/10.1086/422103.
- Ouasti S., Faroni A., Kingham P.J., Ghibaudi M., Reid A.J., Tirelli N. Hyaluronic Acid (HA) receptors and the motility of schwann Cell(-Like) phenotypes. Cells. 2020; 9(6): 1477. https://dx.doi.org/10.3390/cells9061477.
- Jakab A., Sakkas D., Delpiano E., Cayli S., Kovanci E., Ward D. et al. Intracytoplasmic sperm injection: a novel selection method for sperm with normal frequency of chromosomal aneuploidies. Fertil. Steril. 2005; 84(6): 1665-72. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2005.05.068.
- Huszar G., Ozenci C.C., Cayli S., Zavaczki Z., Hansch E. Hyaluronic acid binding by human sperm indicates cellular maturity, viability, and unreacted acrosomal status. Fertil. Steril. 2003; 79(Suppl. 3): 1616-24. https://dx.doi.org/10.1016/s0015-0282(03)00402-3.
- Naknam W., Salang L., Sothornwit J., Amnatbuddee S., Seejorn K., Pongsritasana T., Sukkasame S. Effect of sperm selection method by cumulus oophorus complexes and conventional sperm preparation method on sperm quality and DNA fragmentation for assisted reproduction techonology. Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 2019; 243: 46-50. https://dx.doi.org/10.1016/j.ejogrb.2019.10.004.
- Gadella B.M. Dynamic regulation of sperm interactions with the zona pellucida prior to and after fertilisation. Reprod. Fertil. Dev. 2012; 25(1): 26-37. https://dx.doi.org/10.1071/RD12277.
- Zhuo L., Kimata K. Cumulus oophorus extracelluar matrix: its construction and regulation. Cell Struct. Funct. 2001; 26(3): 189-96. https://dx.doi.org/10.1247/csf.26.189.
- Franken D.R., Bastiaan H.S. Can a cumulus cell complex be used to select spermatozoa for assisted reproduction? Andrologia. 2009; 41(6): 369-76. https://dx.doi.org/10.1111/j.1439-0272.2009.00938.x.
- Hong S.J., Chiu P.C., Lee K.F., Tse J.M.Y., Ho P.C., Yeung W.S.B. Establishment of a capillary‐cumulus model to study the selection of sperm for fertilization by the cumulus oophorus. Hum. Reprod. 2004; 19(7): 1562-9. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/deh281.
- Parmegiani L., Cognigni G.E., Bernardi S., Troilo E., Ciampaglia W., Filicori M. "Physiologic ICSI": hyaluronic acid (HA) favors selection of spermatozoa without DNA fragmentation and with normal nucleus, resulting in improvement of embryo quality. Fertil. Steril. 2010; 93(2): 598-604. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2009.03.033.
- Gómez-Torres M.J., García E.M., Guerrero J., Medina S., Izquierdo-Rico M.J., Gil-Izquierdo Á. et al. Metabolites involved in cellular communication among human cumulus-oocyte-complex and sperm during in vitro fertilization. Reprod. Biol. Endocrinol. 2015; 13: 123. https://dx.doi.org/10.1186/s12958-015-0118-9.
- Primakoff P., Myles D.G. Penetration, adhesion, and fusion in mammalian sperm-egg interaction. Science. 2002; 296(5576): 2183-5. https://dx.doi.org/10.1126/science.1072029.
- Kim E., Yamashita M., Kimura M., Honda A., Kashiwabara S., Baba T. Sperm penetration through cumulus mass and zona pellucida. Int. J. Dev. Biol. 2008; 52(5-6): 677-82. https://dx.doi.org/10.1387/ijdb.072528ek.
- Zheng D., Zeng L., Yang R., Lian Y., Zhu Y.M., Liang X. et al. Intracytoplasmic sperm injection (ICSI) versus conventional in vitro fertilisation (IVF) in couples with non-severe male infertility (NSMI-ICSI): protocol for a multicentre randomised controlled trial. BMJ Open. 2019; 9(9): e030366. https://dx.doi.org/10.1136/bmjopen-2019-030366.
Поступила 24.03.2022
Принята в печать 29.04.2022
Об авторах / Для корреспонденции
Чистякова Алина Викторовна, аспирант отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. профессора Б.В. Леонова,Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова МЗ РФ, alinadubinina_07@mail.ru,
117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Макарова Наталья Петровна, д.б.н., в.н.с. отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. профессора Б.В. Леонова,
Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова МЗ РФ, np_makarova@oparina4.ru,
117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Лобанова Наталия Николаевна, м.н.с. отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. профессора Б.В. Леонова,
Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова МЗ РФ, n_lobanova@oparina4.ru,
117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Смольникова Вероника Юрьевна, д.м.н., доцент, в.н.с. 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, v_smolnikova@oparina4.ru,
117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Вклад авторов: Чистякова А.В. – сбор и анализ литературных данных, обработка исходного материала и написание статьи; Макарова Н.П. – сбор и анализ литературных данных, редактирование рукописи статьи; Смольникова В.Ю. – редактирование рукописи, критический анализ.
Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.
Финансирование: Работа проведена без привлечения дополнительного финансирования со стороны третьих лиц.
Для цитирования: Чистякова А.В., Макарова Н.П., Лобанова Н.Н., Смольникова В.Ю. Возможности повышения эффективности программ вспомогательных репродуктивных технологий с помощью селекции сперматозоидов на ооцит-кумулюсных комплексах.
Акушерство и гинекология. 2022; 5: 30-34
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2022.5.30-34
Также по теме
