Warning: include(header_rest.php): failed to open stream: No such file or directory in /home/klient.dhosting.pl/pmpcg/artnewsletter.pl/public_html/artykuly/3/Medycyna-estetyczna-w-embriologii.php on line 32

Warning: include(header_rest.php): failed to open stream: No such file or directory in /home/klient.dhosting.pl/pmpcg/artnewsletter.pl/public_html/artykuly/3/Medycyna-estetyczna-w-embriologii.php on line 32

Warning: include(): Failed opening 'header_rest.php' for inclusion (include_path='.:/usr/local/php/5.6/5.6.29-dh1/lib/php') in /home/klient.dhosting.pl/pmpcg/artnewsletter.pl/public_html/artykuly/3/Medycyna-estetyczna-w-embriologii.php on line 32

Medycyna estetyczna w embriologii?




Autor:
mgr inż. Monika Wcisło
Biotechnolog, absolwentka Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. Embriolog w klinice INVICTA w Warszawie


Warunkiem rozwoju zarodków jest cykliczny podział blastomerów. Teoria opisuje to zjawisko jako iloraz matematyczny, w wyniku którego z jednej komórki otrzymujemy dwie identyczne. W praktyce jednak taki scenariusz to rzadkość i raczej mieści się w kategorii marzeń embriologów.

Większość zarodków posiada bezjądrzaste obłonione fragmenty cytoplazmy o różnych rozmiarach usytuowane w sąsiedztwie prawidłowych morfologicznie blastomerów. Zjawisko fragmentacji zarodków po raz pierwszy opisano w latach 70-tych (1). Zauważono, że nie jest to proces stały w czasie. Poziom fragmentacji może eskalować, ale także zanikać w trakcie kolejnych podziałów komórek. Zweryfikowano, że fragmentacja występuje u wszystkich badanych dotąd zarodków ssaków oraz nie jest zależna od warunków hodowli – występuje zarówno in vitro, jak i in vivo (2,3,4). Obecność fragmentacji wraz z liczbą blastomerów są jednymi z głównych kryteriów oceny morfologii zarodków. Embriolodzy, szacując stopień fragmentacji w stosunku do % objętości całego zarodka, klasyfikują zarodki posługując się różnymi skalami: od najprostszych trzystopniowych do bardziej skomplikowanych, rozbudowanych o typy i wzorce fragmentacji w zależności od lokalizacji i wielkości fragmentów względem właściwych blastomerów (6,7).

W latach 90-tych dużo uwagi poświęcono badaniom wpływu fragmentacji zarodków na ich rozwój oraz zdolność do implantowania i uzyskiwania ciąży. Badania potwierdziły prostą zależność, że niższa ocena morfologiczna, czyli wyższy poziom fragmentacji zarodków, wyraźnie koreluje z mniejszym odsetkiem tworzonych blastocyst, implantacji i ciąż (5). Z tego powodu zaczęto intensywnie poszukiwać przyczyny powstawania fragmentacji, z nadzieją na opracowanie działań profilaktycznych. Jedna z pierwszych hipotez zakłada, że odpowiedzialna za fragmentowanie blastomerów jest apoptoza. Liczne badania potwierdziły ekspresję genów szlaku apoptotycznego w rozwoju przedimplantacyjnym zarodków, nie znalazły one jednak jednoznacznego przełożenia w odniesieniu do procesu fragmentacji (7,8). Inną próbą wyjaśnienia fragmentacji jest niesymetryczny rozkład mitochondriów w trakcie pierwszego podziału zapłodnionej komórki jajowej. Fragmenty cytoplazmy ubogie w ATP mogą wchodzić w proces analogiczny do zjawiska onkozy opisanego w komórkach somatycznych, gdzie powstające bąble cytoplazmatyczne, w wyniku niskiego stężenia ATP, ulegają lizie i dają początek procesom nekrotycznym i apoptozie (7). Kolejna hipoteza nawiązuje do słynnej teorii starzenia się komórek. Sprowadza się ona do obserwacji tempa skracania się telomerów w blastomerach zarodków o różnym stopniu fragmentacji. Badania wykazały, że teoria starzenia się komórek idealnie koreluje z poziomem fragmentacji zarodków w 3. dobie hodowli, jednak nie ma niestety racji bytu w drugiej dobie (7). Podobna sytuacja dotyczy korelacji fragmentacji zarodków z wiekiem kobiety. Wyniki badań, w zależności od wielkości i jakości badanej grupy zarodków, kształtują się we wszystkich możliwych wariantach (5,16,19). Pod kątem przyczyny powstawania fragmentacji badano również rolę reaktywnego tlenu i poziom stresu oksydacyjnego w hodowli (10). Najbardziej obiecującą drogą wyjaśnienia genezy fragmentacji zdaje się być kwestia integralności cytoszkieletu oraz błony komórkowej oocytów. Błędy w reorganizacji mikrotubul i filamentów w trakcie cytokinezy mogą skutkować tworzeniem artefaktów. Podstawą tej teorii jest fakt, że fragmentacja nie zachodzi w czasie braku podziału komórki (10). Zakłócenia w proporcjach fosfolipidów i cholesterolu w oolemmie oraz nieprawidłowy metabolizm cholesterolu wewnątrz komórki mogą natomiast ujemnie wpływać na proces cytokinezy, a tym samym powodować fragmentację (10).

Z pewnością ostateczny powód fragmentacji zarodków nie jest prosty do jednoznacznego określenia i wymaga dalszych weryfikacji. Niewątpliwie przeprowadzone liczne badania skłoniły do spojrzenia na fragmentację z nieco innej strony – fragmentacja nie jest powodem złego rozwoju zarodków, a jedynie przejawem ich potencjału.

Kolejnym etapem analizy fragmentacji stało się badanie wpływu usuwania fragmentów z zarodków. Defragmentację przeprowadzano w 3. dobie hodowli, w analogiczny sposób do biopsji blastomeru, w celu wykonania diagnostyki preimplantacyjnej. Badania wykazały wzrost odsetka implantacji w grupie zarodków z fragmentacją w przedziale 15-35%. Wzrost nie okazał się jednak na tyle duży, by móc konkurować z wynikami implantacji zarodków z fragmentacją na poziome 0-15% bez wykonywanej defragmentacji. Odnotowano natomiast znikomy lub zupełny brak wpływu defragmentacji na implantację dla zarodków z fragmentacją 0-15% i powyżej 35% (5,12). Korzystny efekt defragmentacji na wzrost implantacji zarodków z fragmentacją 15-35% może wynikać z usunięcia bariery komunikacyjnej między komórkami, którą stanowią fragmenty oddzielające blastomery. Ułatwia to kompakcję. Innym wyjaśnieniem może być brak negatywnego wpływu degenerujących fragmentów na sąsiadujące komórki. W przypadku zarodków z fragmentacją powyżej 35% poprawa komunikacji międzykomórkowej czy zniesienie skutków nekrozy niewiele jest w stanie zmienić. Silna fragmentacja jest wyraźnym manifestem anomalii zarodka. Wykazano bowiem korelację fragmentacji ze wzrostem liczby występujących wielojądrowych blastomerów, aneuploidii zarodka i mozaicyzmu (13,14,15).

Analizie poddano również wpływ fragmentacji na kompakcję i tworzenie blastocyst. Badanie stopnia fragmentacji wykazało, że ma on wpływ na liczbę komórek w blastocyście. W przypadku niewielkiej lub umiarkowanej fragmentacji negatywny efekt dotyczy głównie trofoektodermy, natomiast przy fragmentacji powyżej 25% liczba komórek ulega zmniejszeniu również w węźle zarodkowym (16). Wykazano natomiast, że najbardziej utrudniającym proces kompakcji typem fragmentacji jest tzw. typ IV, w którym duże fragmenty nie pozwalają kontaktować się komórkom, co czasem skutkuje niepełną kompakcją z wyrzuceniem fragmentów poza trofoektodermę (17). Powyższych wyników nie udało się potwierdzić wykorzystując defragmentację zarodków. Usunięto fragmenty z zarodków o niedużym i umiarkowanym stopniu fragmentacji (ok. 5-25%) w 3. dobie hodowli i przeprowadzono ich dalszą obserwację. Oprócz redukcji fragmentacji w 5. dobie hodowli nie wykazano żadnego wpływu defragmentacji na kompakcję i blastulację w stosunku do kontroli, którą były siostrzane zarodki dobrane pod kątem morfologicznym i poddane procedurze wspomaganego wylegania zarodków (AH) (18).

Na tegorocznym kongresie ESHRE również prezentowano wyniki defragmentacji zarodków ze średnim poziomem fragmentacji (1020%) u 85 kobiet poniżej 39 roku życia. Fragmenty usunięto wszystkim 7-8 komórkowym zarodkom w 3. dobie hodowli uzyskanym w 42 cyklach. Grupę kontrolną stanowiły zarodki poddane tylko AH z 43 cykli, które nie różniły się od badanych wiekiem pacjentek, ilością poprzednich cykli IVF, jakością oraz ilością zarodków do transferu. Nie uzyskano żadnej znamiennej różnicy między grupą badaną a kontrolą pod względem odsetka implantacji, uzyskanych ciąż, żywych urodzeń i ilości ciąży mnogich. Według autorów prezentacji, u kobiet młodszych niż 39 lat uzyskujących zarodki z fragmentacją 10-20%, defragmentacja nie przynosi żadnych korzyści.

Zatem defragmentować czy tylko obserwować? Mogłoby zastanawiać, czy fakt utraty cytoplazmy wraz z mtDNA nie wpływa na zarodki? Część zarodków ma zdolność do resorpcji fragmentów w trakcie kompakcji, co ostatecznie powoduje odtworzenie wyjściowej objętości zarodka. Autorzy cytowanych powyżej prac dotychczas nie podali informacji na temat danych dotyczących dzieci urodzonych po przeprowadzeniu defragmentacji. W niektórych ośrodkach na świecie, zwłaszcza w USA, jest ona standardową procedurą przed transferem. Wierzę, że doniesienia o „liftingu” zarodków w celu podniesienia oceny morfologicznej to tylko złośliwe plotki. Biorąc pod uwagę ludzką naturę i ciągłe dążenie człowieka do doskonałości z pewnością wkrótce poznamy wyniki dalszych badań nad defragmentacją zarodków. Póki co profilaktyka w postaci większej dbałości o warunki hodowli z pewnością nie zaszkodzi, a w przypadku pracy embriologów nigdy nie jest jej za wiele...

Literatura
  1. Edwards RG, Steptoe PC, Purdy IM. Fertilization and cleavage in vitro of preovulatory human oocytes. Nature 1970; 227:1307-9
  2. Ortiz ME, Croxatto HB. Observations on the transport, aging, and development of ova in the human genital tract. In: Talwar GP, ed. Recent Advances in Reproduction and Regulation of Fertility. New York: Elsevier/North-Holland Biomedical Press, 1979: 307-17
  3. Buster IE, Bustillo M, Rodi IA et al. Biologic and morphologic development of donated human ova recovered by nonsurgical uterine lavage. Am I Obstet Gynecol 1985; 15: 211-17
  4. Killeen ID, Moore NW. The morphological appearance and development of sheep ova fertilized by surgical insemination. I Reprod Fertil 1971; 24: 63-70
  5. Alikani M, Cohen J, Tomkin G et al. Human embryo fragmentation in vitro and its implications for pregnancy and implantation. Fertil Steril 1999; 71: 836-42
  6. Antczak M, Van Blerkom J. Temporal and spatial aspects of fragmentation in early human embryos: possible effects on developmental competence and association with the differential elimination of regulatory proteins from polarized domains. Hum Reprod 1999; 14: 429-47
  7. Van Blerkom J, Davis P, Alexander S. A microscopic and biochemical study of fragmentation phenotypes in stage-appropriate human embryos. Hum Reprod 2001; 16: 719-29
  8. Metcalfe AD, Hunter HR, Bloor DJ et al. Expression of 11 members of the BCL-2 family of apoptosis regulatory molecules during human preimplantation embryo development and fragmentation. Mol Reprod Dev 2004; 68: 35-50
  9. Keefe DL, Franco S, Liu L et al. Telomere length predicts embryo fragmentation after in vitro fertilization in women - toward a telomere theory of reproductive age in women. Am J Obstet Gynecol 2005; 192:1256-60
  10. Bedaiwy MA, Mahfouz RZ, Goldberg JM, Sharma R, Falcone T, Abdel Hafez MF, et al. Relationship of reactive oxygen species levels in day 3 culture media to the outcome of in vitro fertilization intracytoplasmic sperm injection cycles. Fertil Steril 2010;94:2037–42
  11. Fujimoto VY, Browne RW, Bloom MS, Sakkas D, Alikani M. Pathogenesis, developmental consequences, and clinical correlations of human embryo fragmentation. Fertil Steril. 2011 Mar 15;95(4):1197-204. Epub 2010 Dec 13
  12. Keltz MD, Skorupski IC, Bradley K, Stein D. Predictors of embryo fragmentation and outcome after fragment removal in in vitro fertilization. Fertil Steril 2006; 86: 321-4
  13. Zeibe S, Lundin K, Loft A, Bergh C, Nyboe Anderson A, Selleskog U, et al. FISH analysis forchromosomes 13, 16, 18, 21, 22, X and Y, in all blastomeres of IVF pre-embryos from 144 randomly selected donated human oocytes and impact on preembryomorphology. HumReprod 2003;18:2575–81
  14. Pellestor F, Dufour MC, Amal F, Humeau C. Direct assessment of the rate of chromosomal abnormalities in grade IV human embryos produced by in-vitro fertilizationprocedure. Hum Reprod 1994;9:293–302
  15. Balakier H, Cadesky K. The frequency and development al capability of human embryos containing multinucleated blastomeres. Hum Reprod 1997;12:800–4
  16. Hardy K, Stark J, Winston RM. Maintenance of the inner cell mass in human blastocysts from fragmented embryos. Biol Reprod 2003; 68: 1165-9
  17. Stone BA, Greene J, Vargyas JM et al. Embryo fragmentation as a determinant of blastocyst development in vitro and pregnancy outcomes following embryo transfer. Am J Obstet Gynecol 2005; 192: 2014-9
  18. Keltz M, Fritz R, Gonzales E, Ozensoy S, Skorupski J, Stein D. Defragmentation of low grade day 3 embryos resulted in sustained reduction in fragmentation, but did not improve compaction or blastulation rates. Fertil Steril. 2010 Nov;94(6):2406-8. Epub 2010 Apr 18
  19. Giorgetti C, Terriou P, Auquier P, Hans E, Spach JL, Salzmann J, et al. Embryo score to predict implantation after in-vitro fertilization: based on 957 single embryo transfers. Hum Reprod 1995;10: 2427–31

Warning: include(footer.php): failed to open stream: No such file or directory in /home/klient.dhosting.pl/pmpcg/artnewsletter.pl/public_html/artykuly/3/Medycyna-estetyczna-w-embriologii.php on line 89

Warning: include(footer.php): failed to open stream: No such file or directory in /home/klient.dhosting.pl/pmpcg/artnewsletter.pl/public_html/artykuly/3/Medycyna-estetyczna-w-embriologii.php on line 89

Warning: include(): Failed opening 'footer.php' for inclusion (include_path='.:/usr/local/php/5.6/5.6.29-dh1/lib/php') in /home/klient.dhosting.pl/pmpcg/artnewsletter.pl/public_html/artykuly/3/Medycyna-estetyczna-w-embriologii.php on line 89