Прогностическая значимость морфокинетических параметров донорских эмбрионов человека для оценки хромосомного статуса: сравнительный анализ развития эмбрионов при культивировании в инкубаторе с системой непрерывной покадровой съемки (time-lapse)
- Авторы: Ищук М.А.1, Лесик Е.А.1, Малышева О.В.1, Сагурова Я.М.1, Жиляева В.Ю.1, Объедкова К.В.1, Комарова Е.М.1
-
Учреждения:
- Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
- Выпуск: Том 74, № 5 (2025)
- Страницы: 36-47
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://bakhtiniada.ru/jowd/article/view/363330
- DOI: https://doi.org/10.17816/JOWD690394
- EDN: https://elibrary.ru/IPTFNQ
- ID: 363330
Цитировать
Аннотация
Обоснование. Несмотря на широкое применение преимплантационного генетического тестирования на анеуплоидии, его высокая стоимость и ограничения обусловливают необходимость продолжения поиска неинвазивных методов оценки хромосомного статуса эмбрионов. Морфокинетические параметры развития эмбрионов, регистрируемые с помощью инкубаторов с системой непрерывной покадровой съемки (time-lapse), рассматривают как потенциальные прогностические маркеры его «компетентности», однако их диагностическая ценность подлежит дальнейшему изучению, особенно в контексте разработки отечественных систем культивирования.
Цель. Провести сравнительный анализ морфокинетических параметров развития донорских эмбрионов человека при культивировании в отечественном инкубаторе с системой time-lapse для выявления временных закономерностей, ассоциированных с различными хромосомными статусами.
Методы. В проспективное наблюдательное исследование включены донорские эмбрионы, полученные при оплодотворении донорских ооцитов донорской спермой в период с июня 2023 г. по март 2025 г. Эмбрионы культивированы в инкубаторе «ЭмбриоВизор» (Весттрэйд ЛТД, Россия) с фиксацией ключевых морфокинетических событий: исчезновения пронуклеусов (tPNf), перехода к 2–9-клеточной стадии (t2–t9), начала компактизации (tSc), достижения стадии морулы (tM), начала бластуляции (tSB), формирования полной (tB) и экспандированной (tEB) бластоцисты. Хромосомный статус эмбрионов определяли методом сравнительной геномной гибридизации на микроматрицах (array Comparative Genomic Hybridization, aCGH) после биопсии трофэктодермы. Статистический анализ проводили с использованием критериев Манна–Уитни и Краскела–Уоллиса, а также дисперсионного анализа.
Результаты. Проанализировано развитие 28 донорских эмбрионов. Эмбрионы из зигот с аномальной плоидностью (3PN/0PN) демонстрировали более ранние первые деления (t2–t6; p <0,05), чем эуплоидные (2PN). Эуплоидные эмбрионы достигали стадий морулы (tM) и бластоцисты (tB) быстрее, чем анеуплоидные и мозаичные (p=0,03 и p=0,037 соответственно). Эмбрионы с кариотипом 46,XY показали более короткий интервал между 3- и 4-клеточной стадиями (cc2b) (p=0,022), чем с 46,XX.
Заключение. Морфокинетические параметры, особенно время начала первых делений и достижения стадий компактизации, ассоциированы с хромосомным статусом эмбрионов. Полученные данные могут быть использованы для разработки неинвазивных методов оценки эмбриона.
Об авторах
Мария Алексеевна Ищук
Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Автор, ответственный за переписку.
Email: mashamazilina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4443-4287
SPIN-код: 1237-6373
MD
Россия, Санкт-ПетербургЕлена Александровна Лесик
Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Email: lesike@yandex.ru
кандидат биологических наук
Россия, Санкт-ПетербургОльга Викторовна Малышева
Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Email: omal99@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8626-5071
SPIN-код: 1740-2691
кандидат биологических наук
Россия, Санкт-ПетербургЯнина Максимовна Сагурова
Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Email: yanina.sagurova96@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4947-8171
SPIN-код: 8908-7033
Россия, Санкт-Петербург
Валерия Юрьевна Жиляева
Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Email: lera.zhilyaeva.03@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-2701-0598
SPIN-код: 8861-8743
Россия, Санкт-Петербург
Ксения Владимировна Объедкова
Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Email: obedkova_ks@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2056-7907
SPIN-код: 2709-2890
кандидат медицинских наук
Россия, Санкт-ПетербургЕвгения Михайловна Комарова
Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Email: evgmkomarova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9988-9879
SPIN-код: 1056-7821
кандидат биологических наук
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- Kuliev A, Zlatopolsky Z, Kirillova I et al. Meiosis errors in over 20,000 oocytes studied in the practice of preimplantation aneuploidy testing. Reprod Biomed Online. 2011;22(1):2–8. doi: 10.1016/j.rbmo.2010.10.006
- Fragouli E, Alfarawati S, Spath K et al. The origin and impact of embryonic aneuploidy. Hum Genet. 2013;132(9):1001–1013. doi: 10.1007/s00439-013-1309-0 EDN: PQIGPY
- Arkhipova TS, Tatishcheva YA, Kalugina AS et al. Time-lapse microscopy in preimplantation assessment of human embryos. Doctor Ru. 2025;24(5):7–11. doi: 10.31550/1727-2378-2025-24-5-7-11 EDN: TDOCDG
- Barnes J, Brendel M, Gao VR, et al. A non-invasive artificial intelligence approach for the prediction of human blastocyst ploidy: a retrospective model development and validation study. Lancet Digit Health. 2023;5(1):e28–e40. doi: 10.1016/S2589-7500(22)00213-8 EDN: JXCTHE
- Pennetta F, Lagalla C, Sciajno R et al. The Association of Kinetic Variables with Blastocyst Development and Ploidy Status. J Reprod Infertil. 2021;22(3):159–164. doi: 10.18502/jri.v22i3.6716 EDN: WBLXTK
- Zou Y, Sui Y, Fu J, et al. The morphokinetic signature of human blastocysts with mosaicism and the clinical outcomes following transfer of embryos with low-level mosaicism. J Ovarian Res. 2024;17(1):10. doi: 10.1186/s13048-023-01324-w EDN: XUJUEJ
- Bamford T, Barrie A, Montgomery S, et al. Morphological and morphokinetic associations with aneuploidy: a systematic review and meta-analysis. Hum Reprod Update. 2022;28(5):656–686. doi: 10.1093/humupd/dmac022 EDN: AGLSOC
- Xin X, Wu S, Xu H, et al. Non-invasive prediction of human embryonic ploidy using artificial intelligence: a systematic review and meta-analysis. EClinicalMedicine. 2024;77:102897. doi: 10.1016/j.eclinm.2024.102897 EDN: SBYOEW
- Gardner D, Schoolcraft W. In vitro culture of human blastocysts. Towards Reprod Certainty. 1999:378–388.
- ESHRE Special Interest Group of Embryology and Alpha Scientists in Reproductive Medicine. Electronic address: coticchio.biogenesi@grupposandonato.it. The Vienna consensus: report of an expert meeting on the development of ART laboratory performance indicators. Reprod Biomed Online. 2017;35(5):494–510. doi: 10.1016/j.rbmo.2017.06.015
- Joergensen MW, Agerholm I, Hindkjaer J, et al. Altered cleavage patterns in human tripronuclear embryos and their association to fertilization method: a time-lapse study. J Assist Reprod Genet. 2014;31(4):435–442. doi: 10.1007/s10815-014-0178-3 EDN: AGLZEE
- Grossmann M, Calafell JM, Brandy N, et al. Origin of tripronucleate zygotes after intracytoplasmic sperm injection. Hum Reprod. 1997;12(12):2762–2765. doi: 10.1093/humrep/12.12.2762 EDN: IPGBTF
- Staessen C, Van Steirteghem AC. The chromosomal constitution of embryos developing from abnormally fertilized oocytes after intracytoplasmic sperm injection and conventional in-vitro fertilization. Hum Reprod. 1997;12(2):321–327. doi: 10.1093/humrep/12.2.321 EDN: IPIEWH
- Yu SL, Lee RK, Su JT et al. Distinction between paternal and maternal contributions to the tripronucleus in human zygotes obtained after in vitro fertilization. Taiwan J Obstet Gynecol. 2006;45(4):313–316. doi: 10.1016/S1028-4559(09)60249-7
- Macas E, Imthurn B, Rosselli M, et al. The chromosomal complements of multipronuclear human zygotes resulting from intracytoplasmic sperm injection. Hum Reprod. 1996;11(11):2496–2501. doi: 10.1093/oxfordjournals.humrep.a019147 EDN: YCQLHV
- Rosenbusch B, Schneider M, Sterzik K. The chromosomal constitution of multipronuclear zygotes resulting from in-vitro fertilization. Hum Reprod. 1997;12(10):2257–2262. doi: 10.1093/humrep/12.10.2257 EDN: IPFDFX
- Campbell A, Fishel S, Bowman N, et al. Modelling a risk classification of aneuploidy in human embryos using non-invasive morphokinetics. Reprod Biomed Online. 2013;26(5):477–485. doi: 10.1016/j.rbmo.2013.02.006
- Chavez SL, Loewke KE, Han J, et al. Dynamic blastomere behaviour reflects human embryo ploidy by the four-cell stage. Nat Commun. 2012;3:1251. doi: 10.1038/ncomms2249
- Minasi MG, Colasante A, Riccio T, et al. Correlation between aneuploidy, standard morphology evaluation and morphokinetic development in 1730 biopsied blastocysts: a consecutive case series study. Hum Reprod. 2016;31(10):2245–2254. doi: 10.1093/humrep/dew183
- Meseguer M, Herrero J, Tejera A, et al. The use of morphokinetics as a predictor of embryo implantation. Hum Reprod. 2011;26(10):2658–2671. doi: 10.1093/humrep/der256
- Wong CC, Loewke KE, Bossert NL, et al. Non-invasive imaging of human embryos before embryonic genome activation predicts development to the blastocyst stage. Nat Biotechnol. 2010;28(10):1115–1121. doi: 10.1038/nbt.1686 EDN: NYNYVT
- Zhu J, Tsai HJ, Gordon MR et al. Cellular Stress Associated with Aneuploidy. Dev Cell. 2018;44(4):420–431. doi: 10.1016/j.devcel.2018.02.002
- Högnäs G, Tuomi S, Veltel S, et al. Cytokinesis failure due to derailed integrin traffic induces aneuploidy and oncogenic transformation in vitro and in vivo. Oncogene. 2012;31(31):3597–3606. doi: 10.1038/onc.2011.527
- Bielanska M, Tan SL, Ao A. Chromosomal mosaicism throughout human preimplantation development in vitro: incidence, type, and relevance to embryo outcome. Hum Reprod. 2002;17(2):413–419. doi: 10.1093/humrep/17.2.413 EDN: IPGKPP
- Huppertz B, Herrler A. Regulation of proliferation and apoptosis during development of the preimplantation embryo and the placenta. Birth Defects Res C Embryo Today. 2005;75(4):249–261. doi: 10.1002/bdrc.20056 EDN: MCSNYZ
- Sills ES, Li X, Frederick JL, et al. Determining parental origin of embryo aneuploidy: analysis of genetic error observed in 305 embryos derived from anonymous donor oocyte IVF cycles. Mol Cytogenet. 2014;7(1):68. doi: 10.1186/s13039-014-0068-5 EDN: SDNUWM
- Munné S, Alikani M, Ribustello L, et al. Euploidy rates in donor egg cycles significantly differ between fertility centers. Hum Reprod. 2017;32(4):743–749. doi: 10.1093/humrep/dex031
- Gao J, Yan Z, Yan L, et al. The effect of sperm DNA fragmentation on the incidence and origin of whole and segmental chromosomal aneuploidies in human embryos. Reproduction. 2023;166(2):117–124. doi: 10.1530/REP-23-0011 EDN: FFEKQM
- Capalbo A, Poli M, Rienzi L, et al. Mosaic human preimplantation embryos and their developmental potential in a prospective, non-selection clinical trial. Am J Hum Genet. 2021;108(12):2238–2247. doi: 10.1016/j.ajhg.2021.11.002 EDN: JCFRWK
- Huang B, Ren X, Zhu L, et al. Is differences in embryo morphokinetic development significantly associated with human embryo sex? Biol Reprod. 2019;100(3):618–623. doi: 10.1093/biolre/ioy229
- Luna M, Duke M, Copperman A, et al. Blastocyst embryo transfer is associated with a sex-ratio imbalance in favor of male offspring. Fertil Steril. 2007;87(3):519–523. doi: 10.1016/j.fertnstert.2006.06.058
- Petropoulos S, Edsgärd D, Reinius B, et al. Single-Cell RNA-Seq Reveals Lineage and X Chromosome Dynamics in Human Preimplantation Embryos. Cell. 2016;165(4):1012–1026. doi: 10.1016/j.cell.2016.03.023
- Okamoto I, Patrat C, Thépot D, et al. Eutherian mammals use diverse strategies to initiate X-chromosome inactivation during development. Nature. 2011;472(7343):370–374. doi: 10.1038/nature09872
- Moreira de Mello JC, Fernandes GR, Vibranovski MD, et al. Early X chromosome inactivation during human preimplantation development revealed by single-cell RNA-sequencing. Sci Rep. 2017;7(1):10794. doi: 10.1038/s41598-017-11044-z EDN: CEUWGW
Дополнительные файлы
