На сегодняшний день ключевым в сфере вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) является вопрос: почему перенос эуплоидного эмбриона не приводит к наступлению беременности? Эуплоидия представляет собой значимый предиктор компетентности бластоцисты; тем не менее, около 50% эуплоидных бластоцист не имплантируются в полость матки в программах ВРТ [1].
Неудачная имплантация эмбриона является основным фактором, ограничивающим наступление беременности и вспомогательную репродукцию. Детерминанты имплантации включают потенциал развития эмбриона, рецептивность эндометрия и взаимодействие эмбриона и матери. Многие молекулы участвуют в регуляции имплантации, но их специфические механизмы регуляции остаются неясными. Широко известно, что микроРНК (миРНК) являются транскрипционными регуляторами экспрессии генов, участвуют в имплантации эмбриона. Недавние исследования показывают, что миРНК не только находятся внутри клеток, но также могут высвобождаться клетками во внеклеточную среду через множественные формы упаковки, облегчая межклеточную коммуникацию и предоставляя информацию, связанную с физиологическими и патологическими состояниями [2].
Понимание механизма имплантации оказывает влияние на улучшение исходов программ ВРТ. Открытие внеклеточных миРНК в крови, в жидкости полости матки, в средах для культивирования эмбрионов, а также в самих эмбрионах указывает на необходимость изучения миРНК. Внеклеточные миРНК являются ценными неинвазивными биомаркерами для оценки имплантационного потенциала эмбриона и рецептивности эндометрия [2].
Роль эмбриональных микроРНК в имплантации
Идентификация миРНК в отдельных образцах культуральной среды предлагает уникальные возможности для неинвазивной ранней диагностики имплантации бластоцисты.
Cuman С. et al. [3] измерили экспрессию миРНК в отработанных культуральных средах и продемонстрировали, что концентрация миРНК-661 была значительно выше в средах от бластоцист, которые не имплантировались. МиРНК-661 замедляет прикрепление трофобласта через белок NECTIN1, мембранный белок из группы молекул клеточной адгезии, гликопротеин суперсемейства иммуноглобулинов, приводя к неудаче имплантации.
В исследовании Borges Е. et al. [4] на отработанных культуральных средах был протестирован набор из семи миРНК (миРНК-21, миРНК-142-3p, миРНК-19b, миРНК-92a, миРНК-20b, миРНК-125a и миРНК-148a), выбранных в соответствии с литературными данными. Экспрессия четырех из семи протестированных миРНК была обнаружена в отработанных культуральных средах. Это исследование подтвердило более высокую концентрацию миРНК-142-3p в среде неимплантировавшихся бластоцист по сравнению с имплантировавшимися. Для трех других миРНК (миРНК-21, миРНК-19b и миРНК-92a) наблюдалась разница в экспрессии, однако она не достигала статистической значимости.
В исследовании Acuña-González R. et al. [5] были проанализированы культуральные среды от 55 эмбрионов. Экспрессия миРНК-191-5p была в 5,2 раза выше в культуральных средах от бластоцист, которые успешно имплантировались, и в 1,6 раза был выше уровень миРНК-24-1-5p в средах, относящихся к бластоцистам, которые не имплантировались. Авторы утверждают, что миРНК-191-5 p может служить биомаркером успешной имплантации, в то время как миРНК-24-1-5p может быть индикатором противоположного исхода. МиРНК-191-5p модулирует два белка, IGF2BP-1 и IGF2R, которые связаны с окном имплантации [5]. Недавно Wang Y. et al. [6] сообщили, что экспрессия миРНК-191-5p модулирует различные белки, два из которых принадлежат к семейству факторов роста инсулинового типа (IGF2BP-1 и IGF2R), связанных с децидуализацией ткани эндометрия, влияя, таким образом, на «диалог» между эмбрионом и эндометрием.
В исследовании Тимофеевой А.В. и соавт. [7] изучался профиль малых некодирующих РНК (миРНК и пиРНК) в культуральной среде эмбриона на 4-е сутки культивирования для идентификации потенциальных биомаркеров качества эмбриона. Применен метод глубокого секвенирования для идентификации спектра малых некодирующих РНК, присутствующих в полости бластоцисты и в культуральной среде эмбриона, количественная оценка которых в 48 образцах культуральной среды эмбрионов, перенесенных в полость матки, была проведена методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией в реальном времени. Выявлено, что let-7i-5p, let-7b-5p, пиРНК020401, пиРНК16735, пиРНК20497, пиРНК19675 дифференцируют эмбрионы с различной скоростью развития, статистически значимо коррелируют с показателями спермограммы, количеством ооциткумулюсных комплексов, степенью зрелости ооцита (количество МII) и его способностью к оплодотворению (количество зигот 2PN2PB). Было показано, что именно эти миРНК вносят наибольший вклад в имплантационный потенциал эмбриона. Пациенткам с неудачными попытками ВРТ в анамнезе рекомендовано включить в алгоритм ведения эмбриологического этапа исследование профиля экспрессии малых некодирующих РНК в среде культивирования. Таким образом, полученные данные позволяют оптимизировать выбор эмбриона и проведение программ ВРТ.
На сегодняшний день обнаружение миРНК производится, не только в культуральных средах бластоцист, но и в клетках трофобласта. Были проведены исследования для выявления тех из них, которые могут быть вовлечены в «диалог» с эндометрием в процессе имплантации бластоцисты. Capalbo A. et al. [8] провели анализ уровней миРНК в отработанных культуральных средах по отношению к клеткам трофэктодермы (ТЭ), а также между имплантированными и неимплантированными эуплоидными бластоцистами. Сравнительный анализ образцов ТЭ и культуральных сред показал, что 96,6% миРНК, обнаруженных в культуральных средах были экспрессированы из клеток ТЭ (миРНК-106a-5p, миРНК-106b-5p, миРНК-146a-5p, миРНК-146b-5p, миРНК-16-5p, миРНК-17-5p, миРНК-186-5p, миРНК-191-5p, миРНК-192-5p, миРНК-193b-3p, миРНК-19b-3p, миРНК-200c-3p, миРНК-203, миРНК-204-5p, миРНК-20a-5p, миРНК-20b-5p, миРНК-218-5p, миРНК-222-3p, миРНК-223-3p, миРНК-24-3p, миРНК-26a-5p, миРНК-28-3p, миРНК-296-5p, миРНК-301a-3p, миРНК-302b-3p, миРНК-302c-3p, миРНК-30b-5p, миРНК-30c-5p, миРНК-328, миРНК-331-3p, миРНК-345-5p, миРНК-367-3p, миРНК-371a-3p, миРНК-373-3p, миРНК-374a-5p, миРНК-376a-3p, миРНК-422a, миРНК-484, миРНК-502-5p, миРНК-509-5p, миРНК-512-3p, миРНК-516b-5p, миРНК-517a-3p, миРНК-517c-3p, миРНК-518b, миРНК-518e-3p, миРНК-519a-3p, миРНК-519c-3p, миРНК-519d, миРНК-520b, миРНК-548a-3p, миРНК-597, миРНК-636, миРНК-9-5p, миРНК-92a-3p, миРНК-95, миРНК-93-5p). Анализ миРНК в средах, собранных у эмбрионов на стадиях дробления и морулы, выявил профиль, аналогичный тому, который наблюдался в отрицательном контроле. Этот анализ показывает, что профилирование миРНК из культуральных сред применимо только к бластоцистам. Также было показано, что в средах от бластоцист, которые имплантировались, уровни миРНК-20a и миРНК-30c значительно выше, по сравнению со средами от бластоцист, которые не имплантировались. Биоинформатический анализ этих миРНК показал, что миРНК-20a модулирует пять генов (PTEN, NRAS, MAPK1, MYC и CCND1) и дополнительные транскрипты (SOS1, TCF7L1), а миРНК-30c регулирует пять различных транскриптов (APC, KRAS, PIK3CD, SOS1 и FOXO3). МиРНК-20a и миРНК-30c участвуют в 25 различных путях и биологических процессах, 23 из которых играют роль в коммуникациях между бластоцистой и эндометрием: передача клеточных сигналов, межклеточная адгезия и пролиферация клеток эндометрия.
В работе Cimadomo D. et al. [1] была произведена идентификация 29 миРНК в культуральных средах бластоцист, а также во внутренней клеточной массе (ВКМ) и ТЭ этих же бластоцист. Все они, кроме трех, были идентифицированы либо в ВКМ и в TЭ, либо только в TЭ, тем самым подтверждая гипотезу о том, что TЭ бластоцисты представляет собой основной источник миРНК в культуральной среде. Многие миРНК, идентифицированные в культуральных средах бластоцист, принадлежат к четырем кластерам, тесно вовлеченным в клеточную дифференцировку, в развитие беременности. Кластер миРНК хромосомы 19 (C19MC), обнаружен в трофобласте человека, является супрессором клеточной пролиферации. Кластер миРНК-371-373 также важен для преимплантационного развития эмбриона, экспрессируется в недифференцированных клетках и в плаценте. Кластер миРНК-17-92 ассоциирован с успехом имплантации эуплоидной бластоцисты, экспериментально подтвержден для модуляции генов, участвующих в пролиферации и росте клеток эндометрия. Кластер миРНК-302 экспрессируется эмбриональными стволовыми клетками человека и способствует перепрограммированию соматических клеток.
В литературе есть данные о том, что миРНК дифференциально экспрессируются в зависимости от пола, эуплоидности или анеуплоидности эмбриона. Rosenbluth E. et al. [9] определили наиболее высоко экспрессируемые миРНК в бластоцистах человека и сравнили миРНК у эуплоидных и анеуплоидных эмбрионов, а также эмбрионов мужского и женского пола. Из 754 миРНК, проанализированных с помощью массивов Taqman Low Density Array (TLDA), 135 миРНК были обнаружены у эуплоидных эмбрионов. Были идентифицированы миРНК с наиболее высокой экспрессией – миРНК-372, миРНК-512-3p, миРНК-720, миРНК-1274А, миРНК-320, миРНК-302b, миРНК-106а, миРНК-17, миРНК-191, миРНК-484, миРНК-886-3p, миРНК-371-3p, миРНК-302с, миРНК-19b, миРНК-378, миРНК-520с-3p, миРНК-373, миРНК-146б-5p, миРНК-520Д-3p, миРНК-302d, миРНК-24, миРНК-302а, миРНК-367, миРНК-20а, миРНК-1275, миРНК-30с, миРНК-200С, миРНК-92а, миРНК-151-3p, миРНК-193b, миРНК-1260, миРНК-1244, миРНК-192, миРНК-374а, миРНК-519а, миРНК-454, миРНК-517с, миРНК-302а.
Первоначальный скрининг TLDA идентифицировал 39 миРНК, которые были дифференциально экспрессированы между эуплоидными и анеуплоидными эмбрионами. Все, кроме одной миРНК, были более высоко экспрессированы у эуплоидных эмбрионов. Для подтверждения анализа TLDA было выбрано семь миРНК, по крайней мере, с восьмикратной статистически значимой разницей между двумя группами. Все семь миРНК, выбранные для проверки количественной полимеразной цепной реакции, выше экспрессируются у эуплоидных эмбрионов, чем у анеуплоидных эмбрионов; при этом подтверждена дифференциальная экспрессия миРНК-141, миРНК-27b, миРНК-339-3p и миРНК-345, миРНК-518d-5p. Было определено, что миРНК-27b, миРНК-141, миРНК-339-3p и миРНК-345 кодируются на хромосомах 9, 12, 7 и 14 соответственно. У двух анеуплоидных эмбрионов отсутствовала хромосома (моносомия 14) или участок хромосомы (9q 21.11–qter), которые кодировали миРНК-345 и миРНК-27b соответственно. Программное обеспечение для прогнозирования Targetscan 5 и Diana miR-Path определило 414 генов в известных сигнальных путях, на которые нацелены эти четыре миРНК. Многие из этих путей необходимы для развития эмбриона, клеточного цикла и апоптоза [10].
Первоначальный скрининг TLDA выявил 21 миРНК, которые по-разному экспрессировались между мужскими и женскими эмбрионами. 15 миРНК были более высоко экспрессированы у мужских эмбрионов, а шесть миРНК были более высоко экспрессированы у женских эмбрионов. Было подтверждено, что из миРНК только миРНК-518d-5p достоверно выше экспрессируется в эмбрионах мужского пола, в 5,6 раза.
Гены миРНК организованы в кластеры, которые часто обеспечивают коэкспрессию большинства членов миРНК одного и того же семейства. Самый большой человеческий кластер, простирающийся более чем на 100 тысяч пар нуклеотидов, расположен на хромосоме 19 (C19MC) и имеет 46 пре-миРНК генов, которые экспрессируются исключительно в плаценте. Интересно, что эти миРНК экспрессируются только из аллеля, наследованного от отца. Из высокоэкспрессируемых миРНК пять были из кластера C19MC. Биологическая роль этого кластера неизвестна, но он может регулировать некоторые пути формирования и развития плаценты. Следует отметить, что одна миРНК из C19MC, миРНК-518d, была более высоко экспрессирована у эмбрионов мужского пола, чем у эмбрионов женского пола. МиРНК-518d нацеливается на фактор транскрипции 3, связанный с полом, mab-3 геном, который, как считается, имеет решающее значение для мужской половой детерминации. Одной из наиболее распространенных миРНК, которая была идентифицирована в бластоцистах человека, была миРНК-372. Эта миРНК является человеческим гомологом кластера миРНК-290-295 у мышей, который, как было показано, играет важную роль в развитии эмбрионов. Исследование нокаута гена миРНК-290-295 привело к снижению скорости развития бластоцисты и снижению фертильности на 75%. Бластоцисты были морфологически нормальными, но самки, которые родились с отсутствием миРНК-290-295, были стерильны из-за недостаточности яичников. В дополнение к его важности для эмбрионального развития, кластер миРНК-290-295 экспрессируется в клетках ВКМ эмбриона мыши, и эти миРНК в большой концентрации присутствуют в эмбриональных стволовых клетках [11].
В программах ВРТ при проведении предимплантационного генетического тестирования на анеуплоидии (ПГТ-А) для отбора эмбрионов с нормальным набором хромосом для переноса используется однократная биопсия TЭ. Хотя было описано профилирование экспрессии генов предимплантационных эмбрионов человека, на сегодняшний день ни один протокол не позволяет одновременно проводить ПГТ-А и профилирование экспрессии генов на одной биопсии TЭ.
В 2017 г. был описан первый случай, когда ПГТ-А и анализ экспрессии генов были выполнены на одной и той же биопсии предимплантационного эмбриона человека [12]. Замороженные человеческие бластоцисты, ранее диагностированные как анеуплоидные и доступные для исследования, были подвергнуты повторной биопсии и повторно оценены на соответствие исходному результату ПГТ-А. После сравнения результатов эмбрионального ПГТ-А с предыдущим диагнозом было сообщено о 92% согласованности (65 из 71 образца). Для тех шести образцов, которые не соответствовали предыдущему диагнозу, три были зарегистрированы как эуплоидные (46, XY), а два — как имеющие другие типы анеуплоидии, что связано с мозаицизмом эмбрионов [12]. Для следующего анализа были использованы двадцать замороженных бластоцист человека, ранее диагностированные как анеуплоидные, у каждой из которой было взято три биопсии TЭ и одна ВКМ. Всего было отобрано 30 генов из панели плюрипотентности стволовых клеток человека для оценки экспрессии генов и их продуктов в эмбрионах человека. Было обнаружено, что фактор дифференцировки роста 3 (GDF3) выше экспрессируется во ВКМ, тогда как хоумбокс-белок-2 каудального типа (CDX2), субъединица ламинина альфа-1 (LAMA1) и ДНК-метилтрансфераза 3-бета (DNMT3B) показали пониженную экспрессию во ВКМ по сравнению с ТЭ. Эмбрионы с трисомией 21 показали значительную экспрессию маркеров клеточной дифференцировки кадгерина-5 (CDH5) и субъединицы ламинина гамма-1 (LAMC1), тогда как бластоцисты с моносомией 21 показали более высокую экспрессию гамма-субъединицы бета 3 рецептора аминомасляной кислоты типа А (GABRB3) и GDF3, которые, как сообщается, экспрессируются в недифференцированных клетках [12]. Профили экспрессии генов в эмбрионах с нормальным набором хромосом не оценивались из-за ограниченного доступа к эуплоидным эмбрионам для исследований.
McCallie B. et al. [13] сравнили экспрессию миРНК в биоптатах бластоцист от фертильных женщин с морфологически сходными бластоцистами от пар с мужским фактором бесплодия или синдромом поликистозных яичников. Значительное снижение экспрессии двух миРНК, let-7a и миРНК-24, наблюдалось в бластоцистах, полученных от пациентов с мужским фактором бесплодия, в отличие от бластоцист, полученных из контрольных ооцитов фертильных доноров. Бластоцисты, полученные от пациенток с поликистозными яичниками, показали значительное снижение экспрессии шести миРНК, включая let-7a, миРНК-19a, миРНК-19b, миРНК-24, миРНК-92 и миРНК-93, по сравнению с бластоцистами, полученными из контролей фертильных донорских ооцитов.
Pokrovenko D. et al. [14] оценили возможность использования миРНК let-7 и миРНК-9 в качестве неинвазивных биомаркеров для диагностики наружного генитального эндометриоза. Отмечена достоверная разница в отношении миРНК let-7, в отличие от миРНК-9, между группами с эндометриозом и без него, а также между группами с более клинически и гистологически тяжелым и легким эндометриозом. Сравнение с раковым антигеном-125 (СА-125) показало, что миРНК let-7 является более специфичным тестом, чем СА-125.
МиРНК циркулируют в плазме крови человека, что является более доступным материалом для исследования, чем культуральная среда и биоптаты бластоцист, а выявление корреляции показателей плазмы крови с другими средами, могло бы стать новым направлением для исследования и прогнозирования исходов программ ВРТ. Так, основной целью исследования Freis A. et al. [15] явилось выявление возможных изменений концентрации миРНК в плазме крови и определение связанных с ними сигнальных путей, во время переноса эмбрионов и определения биохимической беременности (в зависимости от результатов ВРТ). Пациентки были разделены на две группы: с биохимической беременностью и без. Между двумя группами не наблюдалось существенных различий в отношении возраста (34–36 лет), индекса массы тела (24–25 кг/м2) или качества эмбрионов. Исследование показало, что концентрация миРНК-5001, миРНК-4632, миРНК-4327, миРНК-1249-3p и миРНК-5739 значимо изменяется в зависимости от исхода программы ВРТ. В то время как концентрация миРНК-1249 уменьшается в лютеиновую фазу (между переносом эмбриона и подтверждением биохимической беременности) независимо от исхода ВРТ, концентрация миРНК-5739, миРНК-4327 значимо увеличивается в случае имплантации эмбриона. Было показано, что миРНК-5739 модулирует сеть эндоглина в эндотелиальных клетках, полученных из эмбриональных стволовых клеток человека. МиРНК-4327 нацелена на такие гены, как HOXA3, KLF9 или MAP3K2, которые, как известно, играют важную роль в эмбриональном развитии и имплантации [16]. Однако же концентрации миРНК-5001 и -4632 в лютеиновую фазу значительно снижаются, когда беременность не наступила. Было обнаружено, что все миРНК были связаны с регуляцией WNT3 и WNT7a, основных белков пути Wnt, которые ответственны за хетчинг, имплантацию эмбрионов и играют решающую роль в рецептивности эндометрия [17,18]. Это наблюдение выдвигает данные миРНК на первый план, как возможные биомаркеры успеха программ ВРТ; тем не менее, необходимо провести дальнейший анализ с более крупной группой исследования, чтобы определить лучший биомаркер среди выбранных миРНК и, возможно, обнаружить новые миРНК, связанные с ними белки, указывающие на успех имплантации.
Роль маточного фактора в имплантации эмбрионов
В настоящее время особое внимание ученых сконцентрировано на исследовании эндометрия в период имплантационного окна и изучении новых сигнальных молекул, специфически ответственных за имплантацию бластоцисты. Имплантационное окно представляет собой период времени, когда эндометрий максимально восприимчив к имплантации бластоцисты; в этот период происходит активное взаимодействие эмбриона и эндометрия, приводящее к имплантации бластоцисты и наступлению беременности.
Имплантацию можно условно разделить на три этапа: аппозиция, адгезия и инвазия. Во время аппозиции многочисленные мелкие пиноподии на рецептивном эндометрии, развившиеся в результате генерализованного отека стромы на внутренней поверхности матки, переплетаются с микроворсинками на внешней поверхности цитотрофобласта. Кроме того, гепарин-связывающий EGF-подобный фактор роста (HB-EGF) экспрессируется рецептивным эндометрием, а клетки, которые экспрессируют трансмембранный HB-EGF, прикрепляются к бластоцистам, демонстрирующим ErbB4 на своей клеточной поверхности. Активированные бластоцисты усиливают экспрессию HB-EGF, который вызывает экспрессию собственного гена в эндометрии в месте аппозиции бластоцисты. Экспрессия HB-EGF модулируется LIF и приводит к снижению циклооксигеназы-2 (ЦОГ-2), дефицит которой приводит к отторжению имплантации [19]. Экспрессия генов пути Wnt/β-catenin также важна в месте имплантации. Передача сигналов Wnt/β-catenin непосредственно перед адгезией требует активированной бластоцисты и преимплантационной секреции эстрогена в моделях трансгенных мышей [20].
В фазе адгезии различные гликопротеины, углеводные лиганды, рецепторы и интегрины работают вместе, чтобы прикрепить эмбрион к поверхности эндометрия. Несколько интегринов участвуют в имплантации эмбриона. Во время адгезии α5β1, αvβ3, αvβ5 и αvβ6 экспрессируются эмбрионом, а α1β1, α6β1 и α7β1 впоследствии вовлекаются в инвазию [21]. Лиганд остеопонтин эпителиального происхождения связывает интегрин αvβ3 на материнской поверхности, поддерживая адгезию [22]. Далее, во время адгезии молекулы l-селектина презентируются на поверхности бластоцисты, а лиганды олигосахаридов селектина экспрессируются в праймированном эндометрии. Интересно, что интегрины являются динамичными с α5β1, начиная с внутренней клеточной массы на раннем этапе развития эмбриона, а затем транслоцируются в клетки трофобласта, которые внедряются в эндометрий во время имплантации [23].
Инвазия зависит от проницаемости сосудов эндометрия, а децидуализация опосредована синтезом простагландинов ЦОГ1 и ЦОГ2. Различные клеточные молекулы необходимы для нормальной имплантации, а их избыточное накопление или потеря могут быть связаны с необъяснимым бесплодием. На самом деле считается, что имплантация настолько зависит от этих медиаторов, что интегрины были предложены в качестве потенциальных биомаркеров бесплодия в будущем [24, 25].
Пролиферативная фаза менструального цикла женщины является критическим периодом, который закладывает основу для последующей рецептивно-секреторной фазы. Хотя эндометриальные железы и их секреция необходимы для имплантации и выживания эмбриона, пролиферативная фаза, во время которой формируются эти железы, редко исследовалась. Существует предположение, что изменения в секретируемом протеоме эндометрия женщин с идиопатическим бесплодием будут отражать нарушение пролиферативной фазы регенерации эндометрия.
Исследование Fitzgerald H. et al. [26], посвященное протеомному профилю лаважа матки в пролиферативной фазе, показало, что 19 белков, включая белок внеклеточного матрикса 1 (ECM1), были поразному экспрессированы у женщин с идиопатическим бесплодием, по сравнению с контрольной группой. Протеомный анализ выявил четыре белка, экспрессия которых в группе женщин с диагнозом женское бесплодие значительно снижена, по сравнению с группой фертильных женщин, включая SFRP4, CD44, ECM1, TGFBI, а экспрессия TGM2, IGHG4, напротив, была увеличена. Анализ генов выявил роль белков CD44, SFRP4 и ECM1 в развитии желез эндометрия. Семь белков были уникальными для фертильной группы – FLNA, PZP, OVGP1, HSP90B1, ANXA6, RPS3, SEPT2, а шесть, включая изоаспартилпептидазу/L-аспарагиназу (ASRGL1), AHNAK, CMPK1 , PGM1, CRNN, SBSN, были уникальными для бесплодной группы. Анализ показал, что эти белки участвуют в клеточной коммуникации.
Эндометрий является незаменимым фактором для имплантации и беременности, а увеличение толщины эндометрия способствует увеличению частоты наступления беременности. Толщина эндометрия <7 мм обычно считается субоптимальной для переноса эмбрионов и приводит к снижению вероятности беременности. У пациентов с синдромом Ашермана, повторяющимися выскабливаниями или инвазивным эндометритом нарушается регенерация эндометрия, что приводит к фиброзному и «тонкому» эндометрию [27]. Пациентки с «тонким» или фиброзным эндометрием более подвержены нарушениям менструального цикла и особенно нарушению фертильности [28]. Транскриптомный анализ необходим для понимания возникновения и патогенетического механизма «тонкого» эндометрия. Только в одном существующем исследовании сообщалось о глобальных изменениях в транскриптомном профиле генов в клетках «тонкого» эндометрия в середине лютеиновой фазы [29]. В исследовании сравнивались транскриптомные профили группы пациентов с нормальной толщиной эндометрия и группы пациентов с «тонким» эндометрием с использованием платформы Gene Chip Human Genome U133 Plus 2.0 Array. 318 генов были сверхэкспрессированы в «тонком» эндометрии, а экспрессия 322 генов была подавлена. Путем анализа взаимодействий между миРНК и их мишенями было обнаружено, что некоторые жизненно важные пути, включая MAPK, p53, PI3K-Akt и передачу сигналов Wnt, участвуют в формировании «тонкого» эндометрия [30].
В исследовании Zong L. et al. [31] были изучены регуляторные сети миРНК-мРНК, предоставлен профиль основного механизма формирования «тонкого» эндометрия, и гены, которые могут играть определенную роль в развитии «тонкого» эндометрия. В общей сложности 1093 дифференциально экспрессируемых генa и 72 дифференциально экспрессируемых миРНК были идентифицированы в «тонком» эндометрии, по сравнению с контрольными соседними нормальными клетками эндометрия. Анализ экспрессии генов показал, что затронуты такие биологические процессы как ангиогенез, регуляция клеточного роста сигнальных путей Wnt. Множество генов (CAV1, MET, MAL2, миРНК-138, ARHGAP6, CLIC4, RRAS, AGFG1, миРНК-200 и миРНК-429) было идентифицированы путем создания регуляторных сетей миРНК-мРНК. Экспрессия CAV1 связана с пролиферацией клеток. МЕТ, рецептор инсулиноподобного фактора роста, влияет на функции эндометрия.
В последнее время было обнаружено, что все больше и больше миРНК связаны с рецептивностью эндометрия, дифференцировкой эндометриальных стромальных клеток, развитием эмбриона и имплантацией [32]. Экспрессия миРНК-27a-3p и миРНК-124-3p снижалась в эндометрии при хроническом эндометрите [33]. Экспрессия миРНК-449a, миРНК-3135b и миРНК-345-3p может способствовать рецептивности эндометрия при подготовке к экстракорпоральному оплодотворению и переносу эмбрионов [34]. Члены семейства миРНК-30 и миРНК-200 неоднократно признавались важными миРНК в регуляции рецептивности эндометрия [35]. Измененная экспрессия миРНК-200 может негативно регулировать развитие и децидуализацию эндометрия и играет важную роль в регуляции нормального развития эндометрия.
На сегодняшний день показано, что в успешной имплантации эмбриона ключевую роль играет баланс между рецептивностью и селективностью эндометрия. Высокорецептивный, но малоселективный эндометрий позволяет имплантироваться эмбрионам «низкого качества», что приводит к высокому риску выкидыша. И наоборот, высокоселективный, но малорецептивный эндометрий снижает вероятность успешной имплантации эмбриона «хорошего качества». Компетентные для развития эмбрионы человека выделяют сериновые протеазы, которые активируют эпителиальный канал Na+ (ENaC), находящийся на люминальных эпителиальных клетках, вызывая сигнализацию кальция и, в конечном счете, индукцию факторов, таких как ЦОГ-2, участвующих в имплантации эмбриона и его развитии. Напротив, люминальный эпителий не может быть большим барьером для эмбрионов, нарушенных в развитии, которые характеризуются чрезмерным производством протеазы. Однако расширения эндоплазматического ретикулума в лежащих децидуализирующих клетках делают их особенно чувствительными к аномальным эмбриональным сигналам, что приводит к протеотоксическому стрессу, активному устранению ключевых децидуальных факторов, распаду тканей и, в конечном счете, устранению имплантации эмбрионов, с нарушенным развитием. Недавние достижения в понимании молекулярной регуляции рецептивности эндометрия и в методах исследования эндометрия на молекулярном уровне предлагают новое понимание роли эндометрия в успешности имплантации эмбриона [36].
Заключение
Существующие в настоящее время данные подтверждают перспективность изучения молекулярных механизмов имплантации эмбрионов. Анализ миРНК является новым рубежом диагностики состояния репродуктивной системы женщины. Минимально инвазивное исследование миРНК в жидкостях и тканях организма открыло новый путь, по которому можно понять механизм нарушения «диалога» между эмбрионом и эндометрием. Расширенные панели миРНК и успехи в области биоинформатики могут сделать более надёжными прогнозы имплантации эмбриона в полость матки, тем самым повышая эффективность ВРТ. Необходимо проведение дальнейших исследований для поиска новых биомаркеров, позволяющих отобрать эмбрионы с хорошим потенциалом имплантации, оценить рецептивность эндометрия для улучшения исходов программ ВРТ, уменьшения репродуктивных потерь и рождения здоровых детей.
