The birth of a healthy child in a married couple with a history of multiple unsuccessful attempts at ART by selecting sperm on oocyte-cumulus complexes. Case report

Alina V. Chistyakova; Чистякова Алина Викторовна; Alina A.  Babayan; Бабаян Алина Анатольевна; Alina А. Dovgan; Довгань Алина Анатольевна; Natalya P. Makarova; Макарова Наталья Петровна; Natalya N. Lobanova; Лобанова Наталья Николаевна; Veronika Yu. Smolnikova; Смольникова Вероника Юрьевна

doi:10.26442/20795696.2023.3.202115

The birth of a healthy child in a married couple with a history of multiple unsuccessful attempts at ART by selecting sperm on oocyte-cumulus complexes. Case report

Authors: Chistyakova A.V.¹, Babayan A.A.¹, Dovgan A.А.¹, Makarova N.P.¹, Lobanova N.N.¹, Smolnikova V.Y.¹
Affiliations:
1. Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology
Issue: Vol 25, No 3 (2023)
Pages: 364-367
Section: PRACTICAL EXPERIENCE
URL: https://gynecology.orscience.ru/2079-5831/article/view/181614
DOI: https://doi.org/10.26442/20795696.2023.3.202115
ID: 181614

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

In male infertility, couples must use assisted reproductive technologies with the intracytoplasmic sperm injection (ICSI) technique. A significant disadvantage of ICSI is bypassing natural selection barriers since selective processes in the female reproductive tract are replaced by the choice of an embryologist based on sperm motility and morphological criteria. Various selection methods are being actively studied, bringing fertilization by ICSI closer to physiological, ensuring the selection of sperm with high DNA quality and good potential for fertilization. The article presents a clinical case of the birth of a healthy child in a married couple with severe male infertility and many ineffective attempts at assisted reproductive technologies using the method of sperm selection on oocyte-cumulus complexes. The child is physically healthy and develops according to age.

Keywords

intracytoplasmic sperm injection into the oocyte, sperm selection, oocyte-cumulus complex, assisted reproductive technologies

Full Text

Введение

При оплодотворении в естественных условиях из миллионов сперматозоидов, оказавшихся во влагалище в результате полового акта, до ооцита доходят тысячи, и только один сперматозоид получает возможность оплодотворения и зарождения новой жизни [1]. Высокоэффективные методы селекции сперматозоидов в женском репродуктивном тракте, включающие рН влагалища, вязкость цервикальной слизи, клетки иммунной системы полости матки и сложные молекулярные механизмы хемо-, термои реотаксиса, обеспечивают отбор наилучших сперматозоидов, способных дать здоровое потомство.

При мужском бесплодии для достижения беременности пары вынуждены прибегнуть к лечению методами вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) с обязательным использованием интрацитоплазматической инъекции сперматозоидов (ИКСИ) в качестве основной методики оплодотворения ооцитов [2]. В отличие от классического экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), при котором к ооциту в чашку Петри добавляют сперматозоидов и оплодотворение происходит без участия эмбриолога, в случае ИКСИ каждый отдельный сперматозоид эмбриолог вводит в ооцит механически, используя микроиглу.

Существенным недостатком ИКСИ является обход барьеров естественного отбора сперматозоидов, поскольку сложные и многоступенчатые процессы селекции в женском репродуктивном тракте заменяются выбором эмбриолога, основанным преимущественно на подвижности и морфологических критериях сперматозоидов, которых оценивают в день трансвагинальной пункции (ТВП) с помощью световой микроскопии [3]. В настоящее время с целью повышения частоты наступления беременности и частоты живорождения в программах ВРТ ученые активно изучают методики селекции сперматозоидов, которые позволят максимально приблизить оплодотворение методом ИКСИ к оплодотворению, происходящему в физиологических условиях женского репродуктивного тракта.

Основной целью всех методов селекции является отбор морфологически нормальных подвижных сперматозоидов с высоким качеством ДНК и хорошим потенциалом к фертилизации. Среди методов селекции выделяют центрифугирование в градиенте плотности, в результате которого подвижные и морфологически нормальные сперматозоиды отделяются от измененных сперматозоидов, продуктов деградации и лейкоцитов [4]; физиологическая ИКСИ, основанная на способности сперматозоидов связываться с гиалуроновой кислотой [5]; ИКСИ после селекции по морфологическим критериям, основанная на оценке морфологических структур сперматозоида, таких как шейка и хвост, акросома и постакросомная пластинка, митохондрии и ядро под сверхвысоким увеличением микроскопа [6]; селекция сперматозоидов на основании их способности двигаться по химическому градиенту (хемотаксис) [7], термическому градиенту (термотаксис) [8] или их ответу на направление потока жидкости (реотаксис) [9]; селекция сперматозоидов с помощью ооцит-кумулюсного комплекса (ОКК) [10] и др. И если одни методы селекции в настоящее время активно используются в рутинной практике эмбриологических лабораторий отделений ВРТ, другие находятся на стадии изучения и апробации.

ОКК, высвобождаемый из фолликула в процессе овуляции, представляет собой сложную структуру из ооцита, кумулюсных клеток и их внеклеточного матрикса. Наибольшую часть внеклеточного матрикса занимает гиалуроновая кислота [11], рецепторы которой обнаружены на поверхности головки зрелых сперматозоидов [12]. Клетки кумулюса секретируют хемоаттрактанты, в том числе прогестерон, обеспечивающие передвижение сперматозоидов по фаллопиевым путям к ооциту [13]. Во время естественного оплодотворения только сперматозоиды, проникающие через кумулюсные клетки ОКК, получают шанс проникнуть в зону пеллюцида и оплодотворить яйцеклетку. Прохождение через кумулюсные клетки индуцирует в сперматозоидах акросомальную реакцию [14]. Если в процессе овуляции яйцеклетка полностью лишена клеток кумулюса, она остается неоплодотворенной.

Согласно результатам ряда исследований прошедшие через кумулюсные клетки сперматозоиды отличаются лучшими морфологическими характеристиками, более высокой способностью связываться с блестящей оболочкой ооцита, более высокой целостностью хроматина [15] и менее выраженной фрагментацией ДНК [16]. Селекция сперматозоидов на ОКК достоверно увеличивает частоту оплодотворения и количество полученных бластоцист в программах ВРТ, имея тенденцию к повышению частоты имплантации [10]. Таким образом, сперматозоиды, выделенные с помощью данной методики, могут иметь более высокий потенциал к оплодотворению ооцита и формированию эмбриона.

В настоящей работе представлен клинический случай рождения здорового ребенка у супружеской пары с множественными неудачными попытками ВРТ в анамнезе в программе ЭКО/ИКСИ с применением селекции сперматозоидов на ОКК. Данная работа одобрена внутренним этическим комитетом НМИЦ АГП имени акад. В.И. Кулакова, материалы публикуются с согласия супружеской пары.

Клинический случай

Пациентка Ж., 38 лет, в 2021 г. впервые обратилась за консультацией в отделение вспомогательных технологий в лечении бесплодия имени профессор, Б.В. Леонова Института репродуктивной медицины НМИЦ АГП имени акад. В.И. Кулакова с жалобами на отсутствие наступления самостоятельной беременности в течение 5 лет регулярной половой жизни без предохранения. Из анамнеза известно: менструации начались в 11 лет, менструальный цикл регулярный, по 5 дней, через 28 дней, особенностей не отмечает. Половую жизнь ведет с 18 лет, брак первый. Индекс массы тела составляет 26 кг/м² (при росте 165 см и массе тела 70 кг). Соматический анамнез не отягощен.

По результатам гистеросальпингографии от 2015 г. – маточная труба слева не проходима. Из гинекологических заболеваний отмечается наличие наружного генитального эндометриоза I стадии распространения, в 2017 г. проведена лапароскопия, коагуляция очагов эндометриоза, резекция правого яичника по поводу кисты желтого тела. В анамнезе – одна самопроизвольная беременность в 2016 г., осложнившаяся апоплексией правого яичника на сроке 8–9 нед беременности, проведена лапароскопия, коагуляция правого яичника. На сроке 15 нед произошел самопроизвольный выкидыш. В 2018 г. по результатам ультразвукового исследования органов малого таза диагностирован полип эндометрия, проведена гистероскопия, раздельное диагностическое выскабливание. Согласно результатам гормонального обследования уровень антимюллерова гормона – 1,2 нг/мл, фолликулостимулирующего гормона – 4,4 МЕ/л. Супругу 35 лет, соматически здоров, детей нет, по результатам спермограммы – олиготератозооспермия (жизнеспособные сперматозоиды – 9 млн/мл, прогрессивно-подвижные сперматозоиды – 39%, морфологически нормальные формы – 2%).

В анамнезе у супружеской пары 3 неэффективных программы ВРТ с переносами эмбрионов в полость матки на стадии морулы на 5-е сутки культивирования (бластоцисты не получены ни в одной предыдущей программе ВРТ), в результате которых беременность не наступила. Патологии со стороны эндометрия не отмечалось. В последней программе ЭКО/ИКСИ наблюдалось аномальное оплодотворение ооцитов.

В условиях отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия имени профессор, Б.В. Леонова проведено полное обследование супружеской пары согласно действующим нормативно-правовым актам. Учитывая длительный анамнез бесплодия, множественные неудачные попытки ВРТ и выраженное мужское бесплодие, паре рекомендовано лечение в программе ЭКО/ИКСИ, с селекцией сперматозоидов на ОКК. С 3-го дня менструального цикла проводили стимуляцию яичников по стандартному протоколу препаратом менопаузальных гонадотропинов в суммарной дозировке 1050 МЕ, длительность стимуляции составила 6 дней. Для профилактики преждевременного пика лютеинизирующего гормона при достижении фолликулами диаметра 14 мм назначали препарат антагонистов гонадотропинрилизинг-гормона. При достижении фолликулами диаметра 18 мм с целью финального дозревания ооцитов в качестве триггера назначен препарат хорионического гонадотропина человека в дозировке 10 тыс. МЕ.

При ТВП фолликулов, проведенной под ультразвуковым контролем спустя 36 ч от момента введения триггера, аспирировано 3 ОКК. Получено 3 зрелых ооцита. Эмбриологический этап проводили на одноступенчатых культуральных средах. Условия культивирования: мультигазовая смесь с пониженным содержанием кислорода (5,5% СО₂, 5% О₂, остаточный N₂). Оплодотворение осуществляли методом ИКСИ с селекцией сперматозоидов на кумулюсных клетках. Образцы кумулюсных клеток получали путем механического отделения от ОКК пациентки с использованием стерильных инсулиновых шприцов сразу после ТВП фолликулов.

В чашку для ИКСИ с повышенной теплопроводностью наносили 3 капли культуральной среды, которые соединялись между собой тонкими перемычками из культуральной среды. В 1-ю каплю помещались сперматозоиды пациента, в среднюю – аутологичные клетки кумулюса пациентки. За счет хемоаттрактантных свойств ОКК сперматозоиды двигались из 1-й капли во 2-ю, проходили через клетки кумулюса и накапливались в 3-й капле, откуда их брали для оплодотворения методом ИКСИ.

На 1-е сутки после оплодотворения получено 3 зиготы 2PN2PB. На 5-е сутки культивирования после оценки морфологических характеристик эмбрионов согласно классификации Гарднера [17] и рекомендациям Российской ассоциации репродукции человека в полость матки произведен перенос 1-го эмбриона на стадии бластоцисты (3АВ), 1 эмбрион криоконсервирован (бластоциста 4АВ) методом витрификации. На 14-е сутки после переноса эмбриона определяли уровень β-субъединицы хорионического гонадотропина человека в крови: 868 мМЕ/мл.

Через 21 сут после переноса эмбриона проводили ультразвуковое исследование, по результатам которого в полости матки визуализировалось 1 плодное яйцо. Беременность протекала без особенностей, по результатам пренатального скрининга I и II триместров отклонений не выявлено. Самопроизвольные своевременные роды произошли на 41-й неделе беременности. Родился живой доношенный мальчик массой 3438 г, длиной 53 см, с оценкой по шкале Апгар 8/9 баллов. В настоящее время ребенок здоров и развивается соответственно возрасту.

Заключение

Учитывая данные литературы и собственный опыт отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия имени профессор, Б.В. Леонова, селекция сперматозоидов на ОКК может улучшить существующую технику ИКСИ, особенно в группе пациентов с выраженным мужским бесплодием. Преимуществом настоящей методики является приближенность к естественным процессам селекции сперматозоидов в женском репродуктивном тракте, а также снижение влияния субъективного мнения клинического эмбриолога, основанного преимущественно на oцeнкe мopфoлогических параметров и подвижности сперматозоидов. Селекция мужских половых клеток на ОКК является перспективной методикой, в результате которой оплодотворение с помощью ИКСИ станет более эффективным, что позволит повысить частоту наступления беременностей и частоту живорождений после лечения бесплодия методами ВРТ. Ограничением селекции сперматозоидов на ОКК является невозможность использовать методику в случаях 100% астенозооспермии и криптозооспермии.

Раскрытие интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Disclosure of interest. The authors declare that they have no competing interests.

Вклад авторов. Авторы декларируют соответствие своего авторства международным критериям ICMJE. Все авторы в равной степени участвовали в подготовке публикации: разработка концепции статьи, получение и анализ фактических данных, написание и редактирование текста статьи, проверка и утверждение текста статьи.

Authors’ contribution. The authors declare the compliance of their authorship according to the international ICMJE criteria. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

Источник финансирования. Клиническое наблюдение подготовлено при финансовой поддержке государственного задания МЗ РФ №121040600410-7 «Решение проблемы бесплодия в современных условиях путем разработки клинико-диагностической модели бесплодного брака и использования инновационных технологий в программах вспомогательной репродукции».

Funding source. The clinical case was presented with the financial support of the State Assignment of the Ministry of Health of the Russian Federation №121040600410-7 "Solving the problem of infertility in current settings by developing a clinical diagnostic model of infertile marriage and using innovative technologies in assisted reproduction programs".

Информированное согласие на публикацию. Пациенты подписали форму добровольного информированного согласия на публикацию медицинской информации.

Consent for publication. Written consent was obtained from patients for publication of relevant medical information and all of accompanying images within the manuscript.