Ооцит, являясь самой большой клеткой организма человека, содержит популяцию митохондрий, поэтому важность содержимого ооцита заключается в том, что возобновление репликации митохондриальной ДНК (мтДНК), наследуемой от матери, происходит на стадии бластоцисты.
Следовательно, способность ооцита к развитию и его способность поддерживать эмбриональное развитие связаны с митохондриальной биоэнергетикой.
Имея ключевую роль в развитии ооцитов и эмбрионов, митохондрии были исследованы как потенциальные диагностические и терапевтические цели в ВРТ.
Антиоксиданты для улучшения качества ооцитов и результатов беременности.
Фармакологические агенты, которые нацелены на митохондриальную функцию и показывают многообещающие результаты в вспомогательной репродукции, включают антиоксидант кофермент Q10 и митохинон, рапамицин и никотинамидмононуклеотид.
Коэнзим Q10 (CoQ10)
Переносчик электронов в митохондриальной цепи переноса.
Добавление CoQ10 (50 мкмоль/л) в среду IVM привело к увеличению скорости созревания ооцитов (82,6% против 63,0%) и снижению скорости анеуплоидии (36,8% против 65,5%) в ооцитах, полученных от пациентов старшего репродуктивного возраста.
Повышенные уровни CoQ10 в фолликулярной жидкости коррелируют с оптимальными морфокинетическими параметрами эмбриона и более высокими показателями беременности.
Пероральный прием CoQ10 привел к более высокому показателю клинической беременности по сравнению с плацебо и отсутствием лечения.
Митохинон (MitoQ)
По сравнению с другими антиоксидантами способен проникать через митохондриальную мембрану и накапливаться внутри.
В мышиных моделях обработка MitoQ заметно повысила скорость созревания, оплодотворения и развития бластоцисты в ооцитах, подвергшихся окислительному стрессу.
Были изучены эффекты MitoQ на ооцитах человека на стадии зародышевых пузырьков (GV) во время IVM: показатели созревания составляли 51% против 77%, снижение процента ооцитов с невыровненными хромосомами по сравнению с контрольными группами (25% против 61%).
Ресвератрол
Природное соединение, которое усиливает функцию митохондрий, индуцируя гены, связанные с окислительным фосфорилированием и митохондриальным биогенезом.
Усиливает восстановление митохондрий после повреждений, вызванных криоконсервацией как в ооцитах, так и в эмбрионах, улучшает созревание ооцитов у людей.
В одном РКИ с группой пациентов с СПКЯ применение ресвератрола показало более высокую частоту оплодотворения, больше эмбрионов стадии дробления, бластоцист и витрифицированных эмбрионов.
Рапамицин
Ингибитор сигнального пути мишени рапамицина млекопитающих, регулирует рост, метаболизм, дифференцировку и старение клеток.
Янг и др. в 2022 г. провели первоначальные эксперименты по созреванию ооцитов человека in vitro, показатели созревания через 48 часов - 82,7% против 63,4%.
Другая группа исследования продемонстрировала более высокие показатели оплодотворения, имплантации и клинической беременности, а также более высокие показатели живорождения (Fan et al., 2024).
Никотинамидмононуклеотид
Кофактор, играет ключевую роль в регуляции клеточных уровней НАД+.
Добавление в культуральную среду эмбрионов улучшило развитие эмбрионов, полученных из ооцитов старых мышей. Однако, несмотря на многообещающие результаты исследований на животных, не было никаких испытаний на людях.
Митохондриальная заместительная терапия.
Цитоплазматический перенос, включающий перенос митохондрий, других органелл изначально был выполнен более 25 лет назад для решения проблемы бесплодия у пациентов с постоянным плохим эмбриональным развитием и повторной неудачей имплантации после ЭКО. Первая клиника провела 30 попыток ооплазматического переноса, что привело к 13 живорождениям.
Однако широкое принятие ооплазматического переноса в качестве клинического протокола было недолгим из-за опасений митохондриальной гетероплазмии (сосуществование двух или более вариантов мтДНК в одной клетке) и потенциальных этических и юридических проблем, связанных с гетерологичным переносом.
AUGMENT – autologous germline mitochondrial energy transfer.
Это изоляция клеток-предшественников яйцеклеток у женщин, извлечение из них митохондрий и последующая инъекция аутологичных митохондрий во время ИКСИ.
РКИ не продемонстрировало преимуществ AUGMENT по сравнению с контрольной группой, а частота образования бластоцист на 5-й день была значительно ниже.
Перенос материнского веретена - MST – maternal spindle transfer и пронуклеарный перенос - PNT – pronuclear transfer.
Перенос ядерного генома из пораженного ооцита - MST, или из зиготы - PNT, в «здоровую» цитоплазму донора.
Несмотря на крошечный размер митохондриального генома, мутации мтДНК могут вызывать наследственные заболевания с распространенностью примерно 1 на 5000.
В 2023 году Коста-Боржес и др. провели первое пилотное исследование для изучения технической осуществимости MST в качестве лечения идиопатического бесплодия в случаях повторных неудач ЭКО. Исследование, в котором участвовали женщины в возрасте до 40 лет без митохондриальных заболеваний, привело к рождению 6 после 28 циклов MST.
Выводы.
- Существует несколько фармакологических соединений, направленных на улучшение качества ооцитов, влияющих на исход программ ВРТ. Их клетками-мишенями являются митохондрии и для лучшего понимания их механизма действия требуются дополнительные исследования.
- AUGMENT - не продемонстрировал преимуществ в клинических испытаниях.
- MST и PNT обладают потенциалом для предотвращения передачи митохондриальных заболеваний и улучшения качества ооцитов. Необходимы более масштабные исследования для подтверждения безопасности и эффективности, однако этические и законодательные проблемы препятствуют широкому внедрению данных методов лечения.