Клиническая и биологическая эффективность использования микрожидкостных чипов для селекции сперматозоидов при лечении бесплодия методами вспомогательных репродуктивных технологий

Актуальность: В современной лаборатории вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) для обработки эякулята перед оплодотворением и выделения фракции морфологически нормальных подвижных сперматозоидов широко используются только два метода: центрифугирование в градиенте плотностей и метод «всплытия» (swim-up). Оба этих способа требуют центрифугирования образца спермы при высоких скоростях вращения (300g), что может оказывать негативное влияние на целостность ДНК мужских половых клеток, а также способствовать формированию в образце активных форм кислорода, которые могут снижать оплодотворяющую способность сперматозоидов, вызывая фрагментацию ДНК. В качестве перспективного метода селекции мужских половых клеток в программах лечения бесплодия микрофлюидные системы привлекают внимание исследователей из-за своей способности отбирать сперматозоиды с повышенным репродуктивным потенциалом.

Цель: Оценка клинической эффективности использования микрожидкостных чипов для селекции сперматозоидов в программах лечения бесплодия методами ВРТ, а также анализ морфофункциональных характеристик мужских гамет, отобранных с помощью микрофлюидики.

Материалы и методы: В настоящее исследование были включены 94 супружеские пары, проходящие лечение бесплодия методами ВРТ, которые были разделены на две когорты: основная группа (n=47), где оплодотворение осуществляли сперматозоидами, выделенными на микрофлюидных чипах; группа сравнения (n=47), где проводили стандартную пробоподготовку эякулята в градиенте плотностей. Проводили оценку клинических и эмбриологических показателей. На втором этапе эякулят мужчин основной группы был разделен на три части: натив, группа основная (микрожидкостные чипы Fertile Plus, Турция), группа сравнения (градиент, 300g, протокол производителя, «ПанЭКО», Россия). Оценивали концентрацию (С), подвижность (PR%), морфологию (N, %) и зрелость хроматина сперматозоидов (%). Анализ сперматозоидов на ядерный белок (зрелость/конденсацию хроматина) выполняли посредством окрашивания анилиновым синим (Sperm Processor, Индия). Статистическую обработку данных проводили с помощью пакета программ SPSS Statistics (США), для выявления различий между группами применяли U-тест Манна–Уитни. Уровень p<0,05 считали пороговым.

Результаты: Оценка результатов программ ВРТ при использовании микрофлюидных технологий показала статистически значимое увеличение числа бластоцист отличного и хорошего качества на 5–6-е сутки культивирования. По частоте оплодотворения, частоте наступления клинической беременности и ранним репродуктивным потерям до 12 недель гестации группы между собой не различались. Результаты оценки биологических параметров мужских гамет на втором этапе исследования показали, что по концентрации и подвижности группы между собой не различались. Отличия по выделению морфологически нормальных сперматозоидов оказались статистически значимыми (p<0,05): натив – 2 (2; 3); основная группа (микрожидкостные чипы) – 3 (3; 4) и группа градиента (группа сравнения) – 3 (3; 3). Также значимо отличалось качество хроматина выделенных сперматозоидов: доля незрелых сперматозоидов в нативном эякуляте составляла 14% (8; 20), в группе чипов – 3% (5,5; 12) и в группе градиента – 8% (5; 10) при норме не более 15%.

Заключение: Полученные в настоящем исследовании результаты указывают на увеличение не только морфологически нормальных сперматозоидов, отобранных на микрожидкостных чипах, но и на повышение доли мужских половых клеток с нормально упакованным хроматином, что крайне важно для пролонгирования беременности, полученной в результате лечения методами ВРТ. Также возможно ожидать улучшения эмбриологических показателей при селекции сперматозоидов без центрифугирования, только с использованием устройств с микрофлюидикой (в том числе пассивной). Для оценки клинической результативности требуется дальнейший набор данных.

Вклад авторов: Макарова Н.П. – систематизация и анализ литературы, разработка концепции статьи, обработка данных, написание текста рукописи; Сысоева А.П. – проведение эмбриологического этапа программ лечения бесплодия методами ВРТ, оценка показателей оплодотворения и бластуляции, редактирование рукописи статьи; Чернышев В.С. – участие в разработке дизайна эксперимента, критические замечания к рукописи статьи; Гаврилов М.Ю. – сбор литературы, обработка эякулята на микрожидкостных чипах, анализ показателей сперматогенеза, редактирование рукописи; Лобанова Н.Н. – оценка зрелости хроматина, выполнение пробоподготовки эякулята к ДНК-фрагментации, редактирование рукописи статьи; Кулакова Е.В. – критический обзор рукописи статьи, внесение исправлений и замечаний; Калинина Е.А. – критические замечания к рукописи статьи, утверждение публикации.