Hyaluronic acid-enriched embryo transfer medium in assisted reproductive technology programs: mechanism of action and indications for use

За последние десятилетия вспомогательные репродуктивные технологии (ВРТ) в лечении бесплодия продемонстрировали очень быстрый темп развития и стали неотъемлемой частью репродуктивной медицины. Разработка новых, более эффективных методов стимуляции овуляции [1, 2], оплодотворения, культивирования [3] и оценки качества эмбрионов [4–6], а также внедрение преимплантационных генетических технологий [7–9] позволили не только повысить эффективность программ ВРТ, но и, в сочетании с государственной поддержкой, сделать их на порядок более доступными для пациентов. Несмотря на все вышеперечисленное, эффективность программ ВРТ на сегодняшний день остается относительно невысокой. Тактика ведения пациенток с множественными неудачными попытками ЭКО в анамнезе на сегодняшний день окончательно не определена.

Существует несколько причин для неудачи имплан­тации эмбриона высокого качества. Одна из них – отсутствие формирования адгезивного матрик­са между эмбрионом и эндометрием [10]. Добавление белковых компонентов в культуральную среду широко используется при культивировании эмбрионов человека в программах ВРТ [11]. Чаще всего с этой целью используется человеческий сывороточный альбумин (очищенный или рекомбинантный), который присутствует в женском репродуктивном тракте в качестве источника энергии и резервуара витаминов, гормонов и некоторых других факторов, а также принимает участие в регуляции осмотического давления [12]. При культивировании эмбриона добавление альбумина увеличивает вязкость культуральной среды и препятствует адгезии эмбриона к культуральному пластику, что облегчает работу с эмбрионом [11, 12]. С другой стороны, использование альбумина в качестве источника белка при культивировании эмбриона вызывает ряд опасений, основные из которых связаны с вариацией между различными партиями альбумина и риском передачи вирусных инфекций [13]. В связи с этим, актуален поиск других макромолекул в качестве альтернативы альбумину. Одной из таких молекул является гиалуроновая кислота (ГК) [14].

Влияние гиалуроновой кислоты на эмбрион и эндометрий

Имплантация – это деликатный и многогранный процесс взаимодействия эмбриона и эндометрия, который по праву считается лимитирующим фактором наступления беременности [15, 16]. На животной модели D. Gardner et al. (1999) еще в прошлом столетии было показано повышение частоты имплантации и наступления беременности при добавлении в среду переноса ГК [17].

ГК – отрицательно заряженный высокомолекулярный линейный полисахарид (глюкозоаминогликан), преимущественно находящийся во внеклеточном матриксе рыхлой волокнистой соединительной ткани. Также она синтезируется клетками гранулезы и кумулюса, присутствует в фолликулярной жидкости, жидкости матки и маточных труб [11, 18]. Действие ГК опосредовано связыванием с рецепторами CD44, которые присутствуют, как на зрелых ооцитах и эмбрионах человека, так и на клетках эндометрия [19, 20]. Связываясь с CD44-рецепторами, ГК регулирует экспрессию ряда генов, клеточную адгезию, пролиферацию, миграцию и дифференцировку. По мнению ряда исследований, ГК может играть роль в раннем эмбриональном развитии и имплантации [11].

Концентрация ГК в жидкости матки и маточных труб возрастает во время имплантации [10]. Экспрессия CD44 в клетках эндометрия также возрастает во время «окна имплантации» [21]. В эмбрионе человека экспрессия CD44 появляется на стадии дробления и исчезает с формированием бластоцисты [19]. По всей видимости, ГК препятствует экспульсии эмбриона из полости матки после переноса за счет изменения физических свойств культуральной среды, в которой производится перенос. Не исключено также, что ГК способствует слиянию капли культуральной среды с жидкостью, содержащейся в полости матки, облегчая контакт эмбриона с эндометрием [17].

Эффективность методики

Впервые эффективность добавления ГК в культуральную среду была продемонстрирована на животных моделях [17, 22, 23]. Затем последовали первые клинические испытания данного метода с использованием эмбрионов человека, однако они имели весьма противоречивые результаты [14, 24]. Отчасти это может быть связано с различным дизайном исследования и различиями методики применения среды, обогащенной ГК. Так, в исследовании P. Fancsovits et al. (2015) перенос эмбрионов проводился на 2-е и 3-е сутки культивирования. Перед переносом эмбрионы инкубировали в среде, обогащенной ГК, в течение 10 минут [11]. В работе N. Singh et al. (2015) эмбрионы также культивировались в течение 10 минут, но перенос осуществлялся на 2–5-е сутки [10]. S. Safari et al. (2015) проводили перенос всех эмбрионов на 2-е сутки культивирования, однако описание методики культивирования эмбрионов в среде, обогащенной ГК, в работе отсутствует [25]. Срок переноса эмбриона может играть крайне важную роль, поскольку не ясно, окажет ли какое-либо влияние адгезивный компонент среды при переносе эмбриона на 2–4-е сутки культивирования на имплантацию, которая происходит на 6–7-е сутки [6]. Кроме того, большинство исследователей использовали небольшой объем культуральной среды (25–75 мкл), тогда как в работе K. Nakagawa et al. (2012) было применено культивирование в 1–2 мл среды, обогащенной ГК, а продолжительность культивирования достигала 10–30 минут [16]. Концентрация ГК также разнится в средах разных производителей: от нормальной (0,5 мг/мл) до низкой (0,125 мг/мл) [26].

В работе F. Wu et al. (2012) применение среды, обогащенной ГК, приводило к повышению частоты имплантации и наступления клинической беременности. Однако, частота многоплодной беременности также достоверно возрастала в этой группе пациенток [27]. Важно отметить, что в данной работе применение среды, обогащенной ГК, также приводило к снижению частоты эктопической беременности в 3,7 раза, в то время как в других работах такого эффекта отмечено не было. Этот эффект ожидаем и может быть объяснен снижением миграции эмбриона за счет создания адгезивного матрикса между эмбрионом и эндометрием [27]. В рандомизированном исследовании B. Urman et al. (2008) применение среды, обогащенной ГК, приводило к увеличению частоты имплантации и наступления клинической беременности, однако авторы отмечают более выраженный эффект у пациенток старше 35 лет, пациенток с низким качеством эмбрионов или неудачными попытками ЭКО в анамнезе [28].

В ряде других исследований положительный эффект данной методики был показан только у пациенток группы высокого риска неудачи имплантации. Так, в исследовании K. Nakagawa et al. (2012) принимали пациентки до 40 лет с предыдущими неудачными попытками ЭКО в анамнезе [16]. Частота имплантации и наступления беременности была достоверно выше при использовании среды, обогащенной ГК, вне зависимости от способа подготовки эндометрия и применения процедуры криоконсервации эмбрионов [16]. В работе N. Singh et al. (2015) методика была эффективна только у пациенток с предыдущими неудачными попытками ЭКО [10].

В ряде работ положительного эффекта среды, обогащенной ГК, выявлено не было. Коллектив под руководством S. Safari (2015) не выявил разницы в частоте имплантации, наступления клинической беременности, частоте родоразрешения, прерывания беременности и многоплодия [25]. В исследовании P. Fancsovits et al. (2015) также не было выявлено влияния ГК на частоту имплантации, частоту наступления клинической беременности, частоту рождения здорового ребенка. Более того, эффекта не было отмечено, ни у женщин старше 39 лет, ни у женщин с двумя и более неудачными попытками ЭКО в анамнезе, ни у женщин с тремя и менее полученными ооцитами, ни у женщин с низким качеством всех полученных эмбрионов [11]. Отдельно стоит отметить, что единственным отличием при использовании среды культивирования, обогащенной ГК, стало увеличение массы новорожденного с 2724±698 до 3018±598 г (p=0,001) [11]. Наконец, в исследовании J. Check et al. (2012) не только не было выявлено положительных эффектов среды, обогащенной ГК, но и, наоборот, было показано снижение частоты родоразрешения с 39,3 до 14,3%, которое, однако, было статистически недостоверным [29]. В Кохрейновском обзоре (2014) был продемонстрирован положительный эффект применения сред, обогащенных ГК (0,5 мг/мл), при переносе эмбрионов человека в программах ВРТ на частоту имплантации и наступления клинической беременности [26].

Заключение

Результаты исследований в этой области на данный момент крайне противоречивы, а дизайн исследований разнится также сильно, как и описанные методики. Ряд исследователей рекомендуют применять среды, обогащенные ГК, у пациенток старшего репродуктивного возраста, пациенток с неудачными попытками ЭКО в анамнезе, при низком качестве эмбрионов и по другим показаниям, тогда как в других исследованиях методика оказывается неэффективной для этих пациенток. Все вышеперечисленное диктует необходимость дальнейших исследований для стандартизации техники применения сред, обогащенных ГК, и определения точных показаний для использования данной методики в программах ВРТ.