СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КЛИНИЧЕСКОЙ ЭМБРИОЛОГИИ

ООО «Клиника профессора Пасман», Новосибирск

Аннотация. По данным Всемирной организации здравоохранения на 2023 г., около 17,5 % людей репродуктивного возраста по всему миру страдают бесплодием. Вспомогательные репродуктивные технологии (ВРТ) играют ключевую роль в увеличении шансов зачатия ребенка. Успех протоколов экстракорпорального оплодотворения на сегодняшний день составляет около 40–50 %. В попытках повысить данный показатель постоянно развиваются новые и совершенствуются старые технологии, связанные с репродуктивным здоровьем.

Abstract. According to the World Health Organization, as of 2023, about 17.5 % of people of reproductive age worldwide suffer from infertility. Assisted reproductive technologies (ART) play a key role in increasing the chances of conceiving a child. The success rate of in vitro fertilization protocols today is about 40–50 %. In an attempt to increase this figure, new technologies related to reproductive health are constantly being developed and old ones are being improved [1].

Стандартный эмбриологический протокол в программе ВРТ начинается с получения зрелых ооцитов во время пункции, однако уже на этом этапе могут возникнуть проблемы. Женские гаметы не всегда обладают необходимыми компетенциями для нормального оплодотворения. В частности, клетки могут содержать мутировавшие или поврежденные митохондрии. Разработки в области генной инженерии предлагают использовать заместительную терапию, которая производит замену дефектных митохондрий в яйцеклетке для предотвращения передачи наследственных заболеваний от матери к ребенку. Данный подход реализуем в основном при лечении женщин в возрасте, чьи ооциты подвергаются процессам старения [1].

В практике встречаются ситуации, когда невозможно получить зрелые клетки в обычном цикле стимуляции, занимающем в среднем 10–14 дней. В таких случаях прибегают к методу in vitro maturation (IVM), позволяющему произвести дозревание ооцитов в специальной среде. На сегодняшний день успех данной процедуры составляет 35–40 %. Ученые до сих пор продолжают попытки повысить эффективность IVM. Так, в конце 2024 г. в Перу родился первый ребенок в мире, зачатый с использованием яйцеклетки, которая созревала в среде с добавлением поддерживающих клеток яичника, полученных из стволовых клеток человека [2]. В качестве альтернативы развивается технология гаметогенеза in vitro, позволяющая создавать пригодные для оплодотворения яйцеклетки и сперматозоиды непосредственно из клеток кожи или крови. Такой подход потенциально устранит необходимость в донорах яйцеклеток или спермы.

На текущий момент получение эмбрионов проводят путем экстракорпорального оплодотворения или интрацитоплазматической инъекции сперматозоида. Первый подход атравматичен и наиболее приближен к естественным условиям. В то время как инъекция сперматозоида хоть и нарушает целостность ооцита, но тем не менее помогает преодолеть факторы, мешающие проведению нормального оплодотворения. Недавней разработкой в сфере повышения эффективности ЭКО стал микрожидкостный чип для сортировки и селекции нормальных здоровых сперматозоидов по морфокинетическим параметрам [3]. Кроме того, роботизированные технологии предлагают свои наработки в применении металлических моторизованных спиралей, которые прикрепляются на хвост сперматозоида и с помощью магнитного поля в качестве джойстика направляются прямиком к яйцеклетке [4].

Внедрение искусственного интеллекта в рабочие процессы не обошло стороной и ВРТ. Еще с 2000-х гг. мир узнал о существовании покадровой съемки эмбрионов в условиях инкубатора, которая позволяет оценивать состояние клеток в динамике, отмечать временные промежутки всех этапов преимплантационного развития. Просмотр всего объема материала для сравнения и выбора лучших эмбрионов может занимать много времени. И как раз в этом вопросе в качестве помощника предлагают использовать искусственный интеллект, который классифицирует индивидуальные морфокинетические характеристики в реальном времени [5]. Данный подход помогает улучшить шансы на выбор эуплоидных эмбрионов, но точность этой оценки варьируется и не может полностью заменить генетическую диагностику (ПГД).

ПГД показано пациентам старше 35 лет, поскольку с возрастом увеличивается риск мутаций в гаметах, что может привести к анеуплоидии, выкидышам и другим проблемам в ходе беременности. Сегодня проводят инвазивную процедуру забора клеток, который позволяет не только обнаружить хромосомные аномалии, но и оценить генетическую предрасположенность к определенным заболеваниям. Не так давно была обнаружена бесклеточная ДНК в средах, где культивируется эмбрион, что привело к разработке неинвазивной ПГД. Однако ее клиническая эффективность все еще остается под вопросом, что может быть связано с качеством ДНК, эмбриональным мозаицизмом и другими факторами [6].

Важным аспектом сохранения репродуктивного резерва является оптимизация процесса криоконсервации. Меняются не только криопротекторы, но и сами подходы к замораживанию клеток. Одно время существовала автоматизированная система медленного замораживания, которая по эффективности уступает сверхбыстрому замораживанию — витрификации. Последний метод реализуется исключительно руками эмбриолога. Однако нынешние роботизированные технологии предлагают в будущем внедрить в практику системы со встроенным открытым микрофлюидным чипом, который будет автоматически проводить витрификацию эмбрионов, тем самым исключая возможный человеческий фактор [7].

Таким образом, современные достижения в области ВРТ значительно увеличивают шансы на успешное зачатие, что особенно важно в условиях растущего числа случаев бесплодия. Инновации, такие как заместительная терапия митохондриями, методы IVM и автоматизация рабочих процессов, способствуют улучшению результатов лечения. Несмотря на вызовы, связанные с генетической диагностикой и этическими аспектами, связанными с редактированием генов, прогресс в области криоконсервации и неинвазивной ПГД подчеркивает необходимость дальнейших исследований и внедрения новых технологий для повышения качества жизни семей, стремящихся к родительству.

Список литературы

1. Zhang W., Wu F. Effects of adverse fertility-related factors on mitochondrial DNA in the oocyte: a comprehensive review // Reproductive Biol. Endocrinol. 2023. Vol. 21, No. 1. P. 27.

2. Gotschel F., Sonigo C., Becquart C. et al. New Insights on In Vitro Maturation of Oocytes for Fertility Preservation // Int. J. Mol. Sci. 2024. Vol. 25, No. 19. P. 10605.

3. Huang J., Chen H., Li N., Zhao Y. Emerging microfluidic technologies for sperm sorting // Eng. Regeneration. 2023. Vol. 4, No. 2. P. 161–169.

4. Zhang Y., Wang M., Zhang T. et al. Spermbots and Their Applications in Assisted Reproduction: Current Progress and Future Perspectives // Int. J. Nanomedicine. 2024. P. 5095–5108.

5. Berman A., Anteby R., Efros O. et al. Deep learning for embryo evaluation using time-lapse: a systematic review of diagnostic test accuracy // Am. J. Obstetrics Gynecol. 2023. Vol. 229, No. 5. P. 490–501.

6. Volovsky M., Scott Jr R. T., Seli E. Non-invasive preimplantation genetic testing for aneuploidy: is the promise real? // Human Reproduction. 2024. Vol. 39, No. 9. P. 1899–1908.

7. Shen J., Yu Z., Li W., Zhou X. Oocytes Vitrification Using Automated Equipment Based on Microfluidic Chip // Annals Biomed. Eng. 2024. P. 1–10.