Morfometri og morfokinetikk av tinte oocytter og embryoer

Kryokonservering av overtallige embryoer er en viktig del av Assisted Reproduction Techniques (ART) og er i dag en standard rutineprosedyre i IVF-laboratoriet. Dens kliniske anvendelse består i (1) muligheten for å øke kumulative leveringsrater per syklus og (2) reduksjon av antall overførbare embryoer i både ferske og påfølgende frosne tinte embryooverføringssykluser (FET), noe som reduserer risikoen for flere graviditeter.

To forskjellige teknikker for å kryokonservere embryoer er ofte brukt: langsom frysing og forglasning. Under langsom frysing blir embryoet utsatt for temperaturer under null i en kontrollert hastighet ved bruk av lav konsentrasjon av kryobeskyttelsesmiddel. Alternativt, ved bruk av forglasning går embryoet raskt inn i en glasslignende tilstand ved bruk av høye konsentrasjoner av kryobeskyttelsesmiddel og raske avkjølingshastigheter. Flere studier som sammenligner kryokonservering av menneskelige embryoer ved forglasning eller langsom frysing er tilgjengelige, og metaanalyser er publisert. Selv om forglasning har vist seg å ha betydelig høyere overlevelsesrater enn langsom frysing, forblir resultatene på implantasjonsraten, klinisk graviditetsrate og levende fødselsrate uklare, hovedsakelig på grunn av mangel på godt utformede og drevne prospektive randomiserte kontrollerte studier som vurderer levende fødselsrater.

Embryo-evaluering for å velge embryo(e) med høyest implantasjonspotensial er rutinemessig basert på embryoutviklings- og morfologiske egenskaper ved bruk av lysmikroskopi. Embryoparametrene vanligvis korrelert til implantasjonskapasiteten til et embryo i en ny syklus er antall blastomerer, deres symmetri og prosentvis cytoplasmatisk fragmentering. For evaluering av frosne-tinte embryoer, må prosentandelen av blastomerer som overlever frys-tine-prosessen og deres utviklingskapasitet etter kultur over natten legges til disse faktorene.

Aktuell forskning innen utvikling av ikke-invasive metoder for å skåre embryoer og rangere dem etter deres evne til å implantere og gi opphav til en sunn fødsel inkluderer både morfometri og morfokinetikk.

Morfometriske datastyrte bilder på flere nivåer muliggjør vurdering over en ubegrenset tidsperiode og tillater en detaljert evaluering av embryoet. Flere morfometriske studier av menneskelige ferske oocytter og embryoer med embryoimplantasjon og utvikling er publisert. Morfometriske studier som bruker flernivåbilder kombinert med et datamaskinassistert scoringssystem (CASS) kan være overlegne sammenlignet med standard scoringssystem (SSS) for å forutsi implantasjon og/eller levende fødsel basert på antall og størrelse på blastomerer på dag 3. Halvautomatisk morfometrisk analyse avslørte også korrelasjoner mellom totalt embryovolum og klinisk graviditet. En annen studie som evaluerte morfometriske egenskaper, inkludert de absolutte volumene, formkoeffisientene og diversitetskoeffisienten til menneskelige embryoer og/eller oocytter, viste en høyere diversitetskoeffisient mellom søsterblastomerer i embryoer som ble implantert og utviklet seg til fødselen. Morfometriske egenskaper inkludert den ytre og indre diameteren til zona pellucida, tykkelsen på zona pellucida og embryocellemassediameteren ble beskrevet. De uttalte at bildeanalyse kunne brukes til å forutsi kriteriene som trengs for mer effektiv embryovurdering før overføring. Den gjennomsnittlige blastomerstørrelsen var korrelert med graden av fragmentering og multinukleasjon i en studie med datastyrte multinivåanalyser med 232 embryoer. Inntil nå er det imidlertid ikke beskrevet noen morfometriske studier på menneskelige frosne tinte embryoer.

Morfokinetikk Time-lapse-avbildning tillater dokumentasjon av tidlig vekst uten å forstyrre kulturmiljøet. For øyeblikket er ingen prospektive randomiserte studiedata tilgjengelig som viser at embryoer valgt fra time-lapse-avbildning har betydelig forbedret implantasjonshastighet sammenlignet med embryoer valgt med konvensjonell morfologisk evaluering.

Imidlertid har time lapse-avbildning av embryoer avslørt en korrelasjon mellom første spaltningstid, tid mellom spaltninger, blastomerstørrelse og multinukleasjons- og implantasjonspotensial for menneskelige embryoer. En korrelasjon mellom tidspunktene for hver embryo-spaltning mellom 2 til 8 cellestadier, evnen til å bli en blastocyst og implantasjonspotensial. Dessuten har morfokinetiske studier vist at direkte spaltning fra 2 celler til 3 celler har vært korrelert med lav implantasjon og pågående graviditetsrate. I følge time-lapse-registrering i 38 oocytter var embryokvalitet relatert til befruktningshendelser og periodisitet av den cyctoplasmatiske bølgen: embryoer av god kvalitet oppsto fra oocytter som hadde mer ensartet timing fra injeksjon til pronukleær abuttal og lengre cytoplasmatisk bølge. Videre kan cellulære fragmenter i menneskelige embryoer forsvinne under in vitro-kultur.

Bare noen få studier om morfokinetikk i humane kryokonserverte embryoer er publisert. Ved å bruke videokinematografi på henholdsvis 50 og 103 frosne-tint embryoer, ble det vist at forekomsten av glatte membraner og cellecellevedhengen var prediktive for implantasjonskapasiteten til frosne-kløvde embryoer. Wong et al. fulgte utviklingen av 242 overtallige frosne d1-gamle embryoer i en studie som kombinerte time lapse mikroskopi og genekspresjonsprofilering: suksess i progresjon til blastocyststadiet kunne forutsies ved å måle tre dynamiske, ikke-invasive avbildningsparametere på dag 2 etter befruktning før embryonisk genomaktivering : (1) varigheten av den første cytokinesen, (2) tidsintervallet mellom slutten av den første mitosen og initieringen av den andre og (3) tidsintervallet mellom den andre og tredje mitosen.

Denne observasjonsstudien tar sikte på å beskrive morfometriske og morfokinetiske parametere for tinte menneskelige embryoer etter frysing (langsom frysing eller forglasning). Studien vil fokusere på utviklingen av blastomervolumet, utviklingen av kontaktflatene mellom overlevende blastomerer og utviklingen av embryoet ved bruk av time lapse imaging. Embryo morfometriske og morfokinetiske parametere vil bli analysert sammen med pasientkarakteristikker og kliniske parametere ved bruk av klyngeanalyseteknikker. Korrelasjonen mellom morfometri/morfokinetikk og implantasjonspotensialet til frosne-tinte embryoer vil bli studert i sykluser med enkelt embryooverføring og i sykluser med dobbel implantasjon etter dobbel embryooverføring.