Коллектив испанских исследователей во главе с Monica Parriego провёл ретроспективное исследование с целью выяснить влияет ли на потенциал эмбриона к имплантации не включение всех клеток в формирующуюся морулу.
В контексте применения ВРТ развитие эмбриона можно отслеживать вплоть до 5 - 7 дня. Этот временной промежуток обычно называют предимплантационным развитием эмбриона. Доказано, что мониторинг эмбриона на этой ранней стадии является полезным инструментом для выбора лучшего эмбриона для переноса. От оплодотворения до 3 дня дробящийся эмбрион обычно инициирует деление клеток на похожие бластомеры. Вместе с активацией генома эмбриона на 3 день начинается дифференциация клеток, приводящая к образованию бластоцисты между 5 - 7 днями развития эмбриона.
Морула — промежуточная стадия между дробящимся эмбрионом и бластоцистой, которая у человека обычно возникает на четвертые сутки предимплантационного развития эмбриона. Ее формирование подразумевает установление плотных контактов между бластомерами, что приводит к визуальному исчезновению границ клеток и образованию компактной массы (http://atlas.eshre.eu). В соответствии со Стамбульским консенсусом, морула хорошего качества формируется из 1632 бластомеров, включенных в уплотненную массу (Alpha Scientists in Reproductive Medicine и ESHRE Special Interest Group of Embryology, 2011).
Исключение клеток во время процесса компактизации было впервые описано и оценено в 2002 году Tao и др. (Tao et al., 2002). Было отмечено, что иногда один или несколько бластомеров не были включены в морулу, оставаясь исключенными из уплотнения в zona pellucida. Перенос таких эмбрионов был связан с более плохими репродуктивными результатами (Tao et al., 2002). Более поздние исследования, основанные на расширенном культивировании, подтвердили, что формирование и качество бластоцисты нарушены у эмбрионов, полученных из частично компактизованных морул (Ebner et al., 2009; Ivec et al., 2011).
Была описана корреляция между аномальными морфокинетическими паттернами на ранних стадиях развития эмбриона и частичным уплотнением образующихся морул (Lagalla et al., 2017; 2019). Подтверждена сниженная способность к образованию бластоцист у частично компактизированных морул, хотя высокий процент бластоцист, возникающих из таких эмбрионов, оказался, на удивление, эуплоидным. В связи с этими результатами некоторые исследователи предположили, что исключение клеток может быть механизмом самокоррекции анеуплоидии, посредством которого анеуплоидные клетки будут исключены из морулы (Zhan et al., 2016; Coticchio et al., 2019). Эмбрионы, преодолевающие частичную компактизацию и достигающие стадии бластоцисты, будут в основном эуплоидными. Это было дополнительно подтверждено анализом ограниченной серии пар клеток, исключенных из трофэктодермы, с доказательствами большей анеуплоидии в последних (Lagalla et al., 2017). Несмотря на эти результаты, биологическое объяснение исключения клеток все еще далеко не ясно. Исключение клеток может возникнуть как изменение динамики цитоскелета клеток с влиянием на способность устанавливать межклеточные соединения (White et al., 2018). Пока еще не ясно, возникает ли эта ситуация из-за клеточной анеуплоидии, клеточной некомпетентности иного происхождения или из-за того и другого.
Целью данного исследования было изучение частичной компактизации во время формирования морулы, определение её распространенности и характеристик пациентов, которые могут быть с ней связаны, а также её влияние на способность эмбрионального развития и потенциал имплантации.
В общей сложности 872 эмбриона, полученных в результате 196 циклов ПГТ-А, проведенных 165 пациентками, начали компактизацию и были включены в анализ. В общей сложности 430 эмбрионов не смогли включить в себя хотя бы одну клетку во время компактизации (группа частичной компактизации, 430/872 [49,3%]), тогда как 442 оставшихся эмбриона сформировали морулу, включающую все бластомеры (группа полной компактизации, 442/872 [50,7%]).
Ни возраст пациенток, ни количество собранных ооцитов не повлияли на распространенность морул частичной компактизации. Морфокинетические параметры были изменены у эмбрионов из морул частичной компактизации по сравнению с эмбрионами с полной компактизацией. Хотя у морул частичной компактизации наблюдалось нарушение скорости формирования бластоцист (57,2% против 70,8%, P < 0,001), как хромосомная конституция (уровень эуплоидии: частичная компактизация [38,4%] по сравнению с полной компактизацией [34,2%]), так и репродуктивные результаты (уровень живорождения: частичная компактизация [51,9%] по сравнению с полной компактизацией [46,2%]) полученных бластоцист были эквивалентны между группами. Наблюдалась высокая корреляция плоидности дуэтов исключенных клеток и трофэктодермы.
Данные, полученные в ходе исследования, предполагают, что показатели имплантации, выкидыша и живорождения схожи среди групп с полной и частичной компактизацией, и после переноса эуплоидной бластоцисты клинический исход не ухудшается, что демонстрирует, что нарушение развития частичной компактизации, включая позднее формирование бластоцисты, можно преодолеть.
Недавние исследования показывают худшие результаты после переноса непроверенных бластоцист, полученных из морул частичной компактизации (Coticchio, 2021). Несмотря на различные дизайны исследований (перенос эуплоидных и непроверенных бластоцист) и схожие показатели эуплоидии, наблюдаемые среди групп, можно было бы ожидать схожих клинических результатов независимо от тестирования эмбрионов.
Различия в морфологических характеристиках перенесенных эмбрионов между исследованиями могут играть определенную роль, хотя данные в этом отношении также противоречивы (Capalbo et al., 2014; Irani et al., 2017, Tiegs et al., 2019). Не удалось сделать окончательных выводов относительно процента клеток, не способных к компактизации, и метода частичной компактизации, хотя предварительные результаты не выявили различий в репродуктивных результатах. Было высказано предположение, что исключение/вытеснение клеток из морулы является механизмом самокоррекции анеуплоидии эмбриона. Некоторые исследователи представили данные, подтверждающие эту гипотезу, хотя исследования включают ограниченное количество случаев.
Данный объединенный анализ исключенных/вытесненных клеток и биопсий трофэктодермы не показывает преимущественного распределения анеуплоидии в этих клетках, что контрастирует с этими ранее опубликованными данными (Lagalla 2017; 2020). Была отмечена высокая корреляция между хромосомным составом заброшенных клеток и биопсиями трофэктодермы, и, в частности, менее 10% эуплоидных бластоцист имели анеуплоидный аналог заброшенной клетки. Таким образом, исключение/экструзия клеток, по-видимому, не является предпочтительным механизмом спасения посредством устранения анеуплоидных клеток из морулы. Этот факт не означает, что исключение клеток может быть стратегией самовосстановления для других аномалий развития эмбриона. Нельзя исключать, что брошенные клетки могут представлять проблемы, препятствующие адгезии, такие как нарушение цитоплазматической или клеточной коммуникации или отсутствие включения в массу морулы из-за апоптоза ( White et al., 2018).
В заключение следует отметить, что частично компактизированные морулы демонстрируют сниженную способность к развитию, хотя полученные бластоцисты имеют схожие показатели эуплоидии и репродуктивные результаты, чем те, которые возникают из полностью компактизированных морул. Результаты данного исследования указывают на тот факт, что исключение/экструзия (от позднелат. extrusio «выталкивание») клеток может быть следствием нарушенного развития эмбриона независимо от хромосомного состава оставленных клеток. Необходимы дальнейшие исследования для установления молекулярного механизма, лежащего в основе этого явления.