A csökkent oxigénkoncentráció élőszületési arányra gyakorolt ​​hatásának értékelése

Jelentős előrelépés történt a fejlődő embrió optimális környezetének jellemzésében a kultúrában. Ezek az erőfeszítések azon az előfeltevésen alapulnak, hogy a klinikai embriótenyészetnek utánoznia kell az in vivo környezetet. Ennek érdekében a nyomozók mindent megtettek annak érdekében, hogy a korai embrió természetes környezetének minden aspektusát újrateremtsék. Ez a fókuszált megközelítés az embriótenyésztés rendszerének jelentős módosításához vezetett a modern in vitro megtermékenyítési (IVF) laboratóriumban, és végső soron a terhességi arány javulásához.

Az egyik jelentős vizsgálat tárgyát képező terület az inkubátor oxigénkoncentrációja és a korai embrionális fejlődés közötti kapcsolat. Az oxigén központi szerepet játszik az embrionális anyagcserében. A felhasználását szabályozó mechanizmus az embrionális fejlődés szakaszától függ. A fejlődés első 3 napjában az oxigén passzív diffúzióval jut el az embrióhoz, és koncentrációgradiensét az oxidatív foszforiláció során fellépő oxigénfogyasztás szabályozza. Ennek a folyamatnak a hatékonysága – a belső mitokondriális membrán sértetlensége vagy a szubsztrátum hozzáférhetőségének megváltozása miatt – káros reaktív oxigénfajták túlzott termelődéséhez vezethet, ami jelentős károkat okozhat a sejtrendszerben, és végső soron az embrionális leálláshoz vezethet.

Az oxigénkoncentráció, amelynek a tenyészetben lévő embrió ki van téve, szintén befolyásolhatja ezt a finoman kiegyensúlyozott rendszert, és megváltoztathatja az embrió anyagcsere-egészségét. Történelmileg a légköri oxigénkoncentrációt (körülbelül 20%) kizárólag humán IVF laboratóriumokban használták embriótenyésztésre. Ezt követően azonban számos vizsgálat azt találta, hogy a női reproduktív traktusban az oxigén fiziológiás koncentrációja jóval a légköri szint alatt van, következetesen 10% alatti értéknél mérik. Ezek a megfigyelések több kísérlethez vezettek, amelyekben a légköri oxigénkoncentrációt hasonlították össze az embriótenyészetben lévő 5%-os oxigénnel. Ezek a vizsgálatok jelentős perturbációkat mutattak ki a génexpresszióban, a fehérjeszekrécióban, valamint az aminosavak és szénhidrátok szuboptimális felhasználásában a légköri oxigénben tenyésztett embriókban. Ugyanezeket az összehasonlításokat végezték el a klinikai IVF-vizsgálatokban, és kimutatták, hogy az 5%-os oxigénben tenyésztett embriók következetesen a klinikai terhességi arány és az élveszületési arány növekedését eredményezték. A téma metaanalízise azt sugallta, hogy egy 30%-os élveszületési arányú klinika akár 13%-os javulásra is számíthat, ha embriókat tenyésztenek 5%-os O2 mellett.

Ezen meggyőző adatok eredményeként a legtöbb modern IVF-program már kizárólag 5%-os oxigénkoncentráció mellett tenyészt embriókat. Néhányan azonban azt javasolták, hogy az oxigénkoncentráció, amelynek az embrió a fejlődés 3. napja után ki van téve, valójában 5%-nál alacsonyabb. Ezek az adatok abból az elképzelésből származnak, hogy az embrió in vivo fejlődésének 3. napján keresztezi a méh-tubális csomópontot. Számos tanulmány kimutatta, hogy az oxigén koncentrációja a méhben valójában alacsonyabb, mint a petevezetékben, körülbelül 2%. Így a legfiziológiásabb embriótenyésztő rendszer 5%-os oxigénben tenyészteti az embriókat a 3. napig, majd az oxigénkoncentrációt 2%-ra csökkenti az 5. vagy 6. napon történő átvitelig vagy mélyhűtésig.

Az embriók optimális oxigénkoncentrációjában a 3. napon bekövetkezett változás megfelel az embriók metabolikus szükségleteinek általános eltolódásának, amely a fejlődés ezen szakaszában látható. Az embrionális genom aktiválása a 3. napon következik be, ami a bioszintetikus aktivitás jelentős növekedését idézi elő. Ez idő alatt az embriók metabolikus viselkedése is jelentősen megváltozik. Az embrió megváltoztatja metabolikus stratégiáját az oxidatív foszforilációról a glükóz alapú metabolizmusra az aerob glikolízis és a citromsav ciklus formájában. A tömörítésnek nevezett folyamat során az embriók jelentősen megnövekedett oxigénfogyasztást mutatnak.

A női reproduktív traktus fiziológiai környezete a fejlődő preimplantációs embrió metabolikus szükségleteit tükrözi. Mivel az embrió a tömörítés után és a méhbe való belépéskor megváltoztatja metabolikus stratégiáját, minden bizonnyal lehetséges, hogy a méhben a csökkent oxigénkoncentráció támogatja a legjobban az embrionális fejlődés ezen szakaszának energiatermelő mechanizmusait. Ennek a környezetnek a kultúrában történő összefoglalása javíthatja az embrionális fejlődést és az IVF-ből származó terhességek hosszú távú egészségét.

Ezt az elméletet két közelmúltbeli kísérleti tanulmány is megerősítette. Az első tanulmány, amelyet a közelmúltban ítéltek oda a 2016-os American Society for Reproductive Medicine Scientific Meetingen, az embriók véletlenszerű besorolása alapján 2%-os vagy 5%-os oxigénkoncentrációt adományoztak kutatásnak a fejlődés 3. napját követően, és megállapította, hogy az embriók kétszer nagyobb valószínűséggel robbantak ki, ha 2%-os oxigénkoncentrációban tenyésztették. Az ebben a vizsgálatban vizsgált embriók azonban vagy abnormálisan megtermékenyültek, vagy a mélyhűtés következtében felmelegedtek a kutatásnak való adományozást követő 3. napon. Egyik sem klinikai felhasználásra készült.

Ezeket a korlátokat szem előtt tartva csoportunk a közelmúltban befejezett egy klinikai felhasználásra szánt embriók felhasználásával végzett vizsgálatot (Copernicus IRB: RMA-2016-02). Ebbe a vizsgálatba 60 beteget vontunk be, és az összes folyamatban lévő embriót a fejlődés 3. napján felosztottuk, hogy 2%-os vagy 5%-os oxigénben tenyésztsük a blasztociszta stádiumig. Az eredményeket még nem tették közzé, de a 3. nap után 2%-os oxigénben történő tenyésztés több blasztocisztát eredményezett, mint az 5%-os oxigénes tenyésztés. Összesen 30 betegnél több embrió éri el a blasztocisztát 2%-os oxigénben, míg csak 17 betegnél volt több embrió, amely elérte a blastocisztát 5%-os oxigénben. Tíz beteg mindkét állapotban azonos számban fordult elő (3 kivonult a vizsgálatból). Ez a különbség elérte a statisztikai szignifikanciát.

Ezt a kezdeti vizsgálatot az embriók fejlődési teljesítményének specifikus értékelésére tervezték mindkét állapotban. Vannak azonban olyan terhességi adatok is, akik az embriókat átvitték. Ebben a kezdeti vizsgálatban a tenyésztési körülmények nem befolyásolták a döntést, hogy melyik embriót kell átvinni. Ezt elvakították az embriológusok és a betegek előtt, és csak tipikus morfológiai kritériumokat alkalmaztak. Az embriótranszferen átesett betegek 2%-os oxigénben tenyésztett embriói jobban teljesítettek, mint a kizárólag 5%-uk (88,9% [16/18] vs. 62,5% [15/24]).

Ennek a kezdeti vizsgálatnak azonban nem az volt a célja, hogy kifejezetten megvizsgálja azt a kérdést, hogy a kiterjesztett tenyészetben a 2% és az 5% oxigén jobb terhességi eredményeket eredményez-e. A betegeket nem randomizálták sem 2%, sem 5% oxigénre. Így a jelenlegi terhességi adatok hajlamosak bizonyos torzításokra, és jobban ellenőrzött vizsgálatra van szükség annak értékelésére, hogy a tenyészetben csökkent oxigénkoncentráció milyen hatással van a legfontosabb eredményekre: az élveszületési arányra.

A javasolt vizsgálat célja Ez a tanulmány a 2%-os oxigénkoncentráción és a tömörítés utáni 5%-os oxigénkoncentráción tenyésztett embriók klinikai eredményeit kívánja összehasonlítani. A vizsgált elsődleges eredmény az élveszületési arány lesz. A másodlagos eredmények magukban foglalják a vetélések arányát, a terhességi kort a szüléskor, a születéskori születési súlyt, az embrió blastulációs rátáját, az embrió ploiditási állapotát (aneuploid vagy euploid) és a morfológiai paramétereket (expanzió, belső sejttömeg fokozat, trofektoderma fokozat). A vizsgálati stimulációs ciklusból származó összes embrió kumulatív élveszületési arányát is összegyűjtik és elemzik. Ez elméletileg felfedi, hogy az átvitelhez rendelkezésre álló blasztociszták számának bármilyen előnye nagyobb szaporodási hatékonyságot eredményez-e, ha a kiterjesztett tenyésztést 2%-os oxigén mellett végezzük.