Сегодня предлагаю ознакомиться с обзором, посвященному вопросу причин и значению явления многоядерности клеток эмбриона человека на ранних этапах развития, опубликованному группой итальянских исследователей из IVIRMA Global Research Alliance.
Как известно, регуляция клеточного цикла имеет решающее значение для обеспечения увеличения популяции клеток при сохранении целостности генома. Это явление особенно актуально для оплодотворения и раннего развития эмбриона. Многоядерность (МЯ) затрагивает большую часть ранних человеческих эмбрионов, обычно на двухклеточной стадии. Механически эту клеточную аномалию могут вызывать несколько факторов, включая дисфункцию веретена, неудачное расщепление и слияние клеток. При лечении методами ВРТ многоядерность связана со снижением скорости развития и более низкой частотой имплантации при переносе эмбрионов на 2–3 день. Однако многие многоядерные эмбрионы могут развиваться до стадии бластоцисты.
Опубликованный в конце 1990-х годов и основанный на статических наблюдениях первоначальный анализ показал, что 15% из более чем 1800 двух-, трех- и четырехклеточных эмбрионов второго дня были поражены МЯ, особенно на более ранних стадиях (Balakier и Cadesky). , 1997). То же исследование показало, что примерно половина таких эмбрионов имела MЯ обеих клеток на двухклеточной стадии, в то время как <8% четырехклеточных эмбрионов обнаруживали MN во всех бластомерах.
TLT значительно расширила возможности мониторинга МЯ эмбриона благодаря повторным наблюдениям с интервалом 15–30 минут, которые гораздо эффективнее обнаруживают морфокинетические явления, продолжающиеся несколько часов, такие как МЯ. Мониторинг TLT также позволил предположить важную концепцию, согласно которой МЯ представляет собой динамический статус: в отдельных исследованиях сообщалось, что частота эмбрионов МЯ составляла 37–42% на двухклеточной стадии и только 11–16% на четырехклеточной стадии (Aguilar et др., 2016; Desch et al., 2017).
Многоядерность может быть результатом различных механизмов или явлений: слияния одноядерных клеток, дупликации хромосом без последующего деления клеток, нарушений функции веретена во время цитокинеза или дефектного формирования лопасти ядерной оболочки. Эти пути наблюдались у эмбрионов млекопитающих. TLT позволил документировать слияние бластомеров и
неудачное дробление человеческих эмбрионов. Первоначальное небольшое исследование показало, что 27,4% ранних эмбрионов были затронуты слиянием бластомеров или нарушением цитокинеза: морфокинетические аномалии, которые в совокупности называются обратным дроблением (Liu et al., 2014).
В другом исследовании сообщалось о связи между МЯ и фрагментацией эмбриона или снижением скорости раннего дробления (Hesters et al., 2008). Исследование, основанное на известных данных по имплантации 2769 переносов свежих эмбрионов на стадии дробления, также показало положительную связь между МН на 2-й день и снижением показателей живорождения (Sayed et al., 2022). В анализах, сосредоточенных на факторах, способствующих развитию эмбриона и клиническом исходе, МЯ эмбриона также была связана с использованием протокола агонистов для стимуляции яичников, мужским фактором бесплодия, фрагментацией ДНК сперматозоидов,
количеством извлеченных ооцитов и снижением частот имплантации (De Cassia Savio Figueira et al., 2010; Setti et al., 2021). Также было обнаружено, что МЯ положительно связана с плохим овариальным резервом (Younis et al., 2016; Alexopoulou et al., 2019). Как в крупном, так и в малом анализе, точный TLT- мониторинг эмбрионов, перенесенных на 2–3 дни, показал, что МЯ на двухклеточной стадии, особенно если затрагиваются оба бластомера, может снизить в 2–3 раза шансы на рождение живого ребенка (Desch et al., 2017; Barberet et al., 2019).). Более низкий уровень живорождения также был зарегистрирован в исследовании «случай-контроль» после переноса 136 криоконсервированных эмбрионов MN на стадии дробления, хотя перинатальные исходы были схожими (Seikkula et al., 2018). В совокупности данные об эмбрионах, контролируемых и перенесенных на стадиях дробления, указывают на то, что МЯ связана со снижением морфологического качества эмбрионов, скоростью дробления, частотой имплантации и частотой живорождения.
Прогресс в культивировании бластоцист и технологии PGT-A вместе с TLT значительно расширил и укрепил доказательства компетентности развития эмбрионов MЯ. При предварительном наблюдении почти 6000 эмбрионов зафиксировано заметное снижение стадии формирования бластоцисты у эмбрионов с одним или несколькими бластомерами МН по сравнению с нормальным контролем (11,4%, 6,5% и 51,0% соответственно) (Yakin et al., 2005). Другое гораздо более крупное исследование, включавшее около 30 000 эмбрионов (Egashira et al., 2015), сообщило о значительном, но гораздо меньшем влиянии МЯ на скорость образования бластоцист (50,8% против 73,3% у эмбрионов с и без МЯ соответственно). Таким образом, МЯ может быть связана с замедлением развития до стадии бластоцисты, в то время как МЯ в анамнезе может указывать на снижение шансов на имплантацию после переноса бластоцисты. Вместо этого двухядерность на стадии двух клеток может быть совместима с нормальной способностью развития.
Пару слов в заключении:
О возникновении МЯ в бластомерах эмбриона человека сообщалось уже давно. Однако только после разработки методов расширенного культивирования, TLT и ПГТ-А, появились доказательства этого явления. Теперь мы знаем, что МН может быть вызван по крайней мере тремя различными механизмами: слиянием бластомеров, нарушением расщепления бластомеров и основной дисфункцией митотического веретена. Примерно до 40% эмбрионов на стадии дробления могут быть поражены, но относительная частота, обнаруженная на двух- и четырехклеточных стадиях, позволяет предположить, что МЯ может быть обратимым явлением. МЯ связана с ухудшением морфологии эмбрионов, аномалиями дробления, задержкой развития и снижением клинических результатов при переносе эмбрионов на стадии дробления. Однако значительная часть эмбрионов МЯ все еще может развиваться в бластоцисты. Текущие данные не указывают однозначно на то, что это влияет на шансы на эуплоидию или способность к имплантации бластоцист с МЯ в анамнезе.
В ранних исследованиях хромосомного анализа эмбрионы на стадии дробления MЯ имели более высокий риск анеуплоидии по сравнению с нормальным контролем, но природа анализируемого материала (одиночный бластомер из эмбриона 3-го дня) и технология анализа хромосом (флуоресцентная гибридизация in situ ) поставила под сомнение надежность этих результатов (Ambroggio et al., 2011; Yilmaz et al., 2014).
Двухядерность на двухклеточной стадии может отражать уникальные митотические механизмы зиготы, основанные на двойной сегрегации веретена, и быть совместимой с диплоидией и нормальным потенциалом развития. Таким образом, коллективные клинические данные по МЯ еще раз подтверждают идею расширенного культивирования как ключевой лабораторной стратегии. Использование всего потенциала TLT и PGT-A позволит определить точное влияние MЯ как независимого фактора, влияющего на развитие бластоцисты и способность к имплантации.