Оценка рецептивности эндометрия по уровню малых некодирующих РНК в маточном аспирате у женщин на фоне циклической гормональной терапии

DOI

https://dx.doi.org/10.18565/aig.2023.110

Тимофеева А.В., Федоров И.С., Гохберг Я.А., Калинина Е.А.
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Россия

Современные методы диагностики рецептивности эндометрия, введенные в клиническую практику (ERA, Igenomix; ER-Map, iGLS; ERPeak, CooperGenomics), основаны на транскриптомном анализе ткани эндометрия при инвазивном способе его получения, что отменяет перенос эмбриона в том же цикле, что и выполнение биопсии эндометрия. Цель: Оценка рецептивности эндометрия путем количественного определения малых некодирующих (мнк)РНК в маточной жидкости (МЖ) в день переноса криоконсервированного эмбриона (КЭ) на фоне циклической гормональной терапии (ЦГТ) и построение модели логистической регрессии расчета вероятности готовности эндометрия к имплантации эмбриона путем сопоставления транскриптома МЖ от пациенток с положительным и отрицательным исходом программы ВРТ. Материалы и методы: В исследование были включены 54 женщины, которым проводили аспирацию МЖ в объеме 5–50 мкл в зависимости от уровня ее секреции непосредственно перед переносом КЭ с использованием катетера (COOK, Австралия). мнкРНК, выделенные из МЖ набором miRNeasy Serum/Plasma Kit (Qiagen), были проанализированы методом глубокого секвенирования на платформе NextSeq 500/550 (Illumina, USA) c последующей валидацией полученных данных методом количественной ПЦР в реальном времени наборами miScript II RT Kit и miScript SYBR Green PCR Kit (Qiagen, Hilden, Germany). Результаты: Образцы МЖ были классифицированы на 2 группы – «рецептивный эндометрий» и «нерецептивный эндометрий» – в зависимости от результатов проведенной программы ВРТ (наличие и отсутствие имплантации соответственно). По профилю мнкРНК в образцах МЖ и толщине эндометрия на момент переноса эмбриона в полость матки были построены семь моделей логистической регрессии, среди которых наиболее точной является комбинация содержания miR-1180-3p в МЖ и толщины эндометрия (71% чувствительность, 88% специфичность) ввиду отсутствия зависимости включенных в нее переменных по данным корреляционного анализа по Спирмену (r=0,02; p=0,9) и статистической значимости всех входящих в модель коэффициентов (р<0,05). Заключение: Индивидуализация подхода в определении «окна имплантации» при проведении ЭКО на фоне ЦГТ в соответствии с уровнем мнкРНК в МЖ может играть важную роль в повышении эффективности программ ВРТ. Ограничением использования в клинической практике модели логистической регрессии, построенной в настоящем исследовании на обучающей выборке пациенток, является отсутствие информации об имплантационном потенциале переносимой в полость матки бластоцисты. Отрицательный исход программы ВРТ может быть обусловлен не отсутствием рецептивного эндометрия, а сниженным качеством самого эмбриона. Одновременное определение рецептивности эндометрия и имплантационного потенциала эмбриона по профилю мнкРНК приведет к снижению процента ложноотрицательных результатов и улучшению качества модели. Необходимо расширить обучающую выборку и проверить точность построенных моделей на независимой тестовой выборке. Вклад авторов: Тимофеева А.В. – получение экспериментальных данных, написание статьи; Федоров И.С. – получение экспериментальных данных, статистическая обработка данных; Гохберг Я.А. – сбор образцов маточной жидкости, создание клинической базы пациенток; Калинина Е.А. – редактирование статьи. Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Финансирование: Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках гранта № 22-15-00363 «Эпигенетические и биохимические аспекты патологии беременности при нарушениях инвазивных свойств трофобласта: от ранней диагностики к профилактике материнской и перинатальной заболеваемости» в соответствии с соглашением № 22-15-00363 между Российским научным фондом, руководителем проекта Тимофеевой А.В. и НМИЦ АГП им. В. И. Кулакова о предоставлении гранта на проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований от 13.05.2022 г. Одобрение Этического комитета: Исследование было одобрено локальным Этическим комитетом ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России. Согласие пациентов на публикацию: Пациенты подписали информированное согласие на публикацию своих данных. Обмен исследовательскими данными: Данные, подтверждающие выводы этого исследования, доступны по запросу у автора, ответственного за переписку, после одобрения ведущим исследователем. Для цитирования: Тимофеева А.В., Федоров И.С., Гохберг Я.А., Калинина Е.А. Оценка рецептивности эндометрия по уровню малых некодирующих РНК в маточном аспирате у женщин на фоне циклической гормональной терапии. Акушерство и гинекология. 2023; 7: 90-102 https://dx.doi.org/10.18565/aig.2023.110

малые некодирующие РНК

мкРНК

пивиРНК

маточная жидкость

рецептивность эндометрия

имплантация эмбриона

окно имплантации

перенос криоконсервированного эмбриона

циклическая гормональная терапия

вспомогательные репродуктивные технологии

Полный текст статьи
доступен в "Библиотеке Врача"

Gerrits T., Van Rooij F., Esho T., Ndegwa W., Goossens J., Bilajbegovic A. et al. Infertility in the Global South: Raising awareness and generating insights for policy and practice. Facts Views Vis Obgyn. 2017; 9(1): 39-44.
Sun H., Gong T.T., Jiang Y.T., Zhang S., Zhao Y. H.,Wu Q.J. Global, regional, and national prevalence and disability-adjusted life-years for infertility in 195 countries and territories, 1990-2017: results from a global burden of disease study. Aging. 2017; 11(23): 10952-91. https://dx.doi.org/10.18632/aging.102497.
Mani S., Mainigi M. Embryo culture conditions and the epigenome. Semin. Reprod. Med. 2018; 36(3-04): 211-20. https://dx.doi.org/10.1055/s-0038-1675777.
Simopoulou M., Sfakianoudis K., Rapani A., Giannelou P., Anifandis G., Bolaris S. et al. Considerations regarding embryo culture conditions: from media to epigenetics. In Vivo. 2018; 32(3): 451-60. https://dx.doi.org/10.21873/invivo.11261.
Kirkegaard K., Agerholm I.E., Ingerslev H.J. Time-lapse monitoring as a tool for clinical embryo assessment. Hum. Reprod. 2012; 27(5): 1277-85.https://dx.doi.org/10.1093/humrep/des079.
Gardner D.K., Balaban B. Assessment of human embryo development using morphological criteria in an era of time-lapse, algorithms and 'OMICS': is looking good still important? Mol. Hum. Reprod. 2016; 22(10): 704-18.https://dx.doi.org/10.1093/molehr/gaw057.
Timofeeva A.V., Fedorov I.S., Shamina M. A., Chagovets V.V., Makarova N.P., Kalinina E.A. et al. Clinical relevance of secreted small noncoding RNAs in an embryo implantation potential prediction at morula and blastocyst development stages. life (Basel). 2021; 11(12): 1328. https://dx.doi.org/10.3390/life11121328.
Timofeeva A.V., Drapkina Y.S., Fedorov I.S., Chagovets V.V., Makarova N.P., Shamina M.A. et al. Small noncoding RNA signatures for determining the developmental potential of an embryo at the morula ssage. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21(24): 9399. https://dx.doi.org/10.3390/ijms21249399.
Simopoulou M., Sfakianoudis K., Tsioulou P., Rapani A., Maziotis E., Giannelou P. et al. Should the flexibility enabled by performing a day-4 embryo transfer remain as a valid option in the IVF laboratory? A systematic review and network meta-analysis. J. Assist. Reprod. Genet. 2019; 36(6): 1049-61.https://dx.doi.org/10.1007/s10815-019-01475-0.
Li Y.X., Wang J., Sun T.Z., Lv M.Q., Ge P., Li H.N. et al. Pregnancy outcomes after day 5 versus day 6 blastocyst-stage embryo transfer: A systematic review and meta-analysis. J. Obstet. Gynaecol. Res. 2020; 46(4): 595-605.https://dx.doi.org/10.1111/jog.14188.
Luddi A., Pavone V., Semplici B., Governini L., Criscuoli M., Paccagnini E. et al. Organoids of human endometrium: a powerful in vitro model for the endometrium-embryo cross-talk at the implantation site. Cells. 2020 ;9(5): 1121. https://dx.doi.org/10.3390/cells9051121.
Craciunas L., Gallos I., Chu J., Bourne T., Quenby S., Brosens J.J. et al. Conventional and modern markers of endometrial receptivity: a systematic review and meta-analysis. Hum. Reprod. Update. 2019; 25(2): 202-23.https://dx.doi.org/10.1093/humupd/dmy044.
Massimiani M., Lacconi V., La Civita F., Ticconi C., Rago R. et al. Molecular signaling regulating endometrium-blastocyst crosstalk. Int. J. Mo.l Sci. 2019; 21(1): 23. https:/dx./doi.org/10.3390/ijms21010023.
Kieu V., Lantsberg D., Mizrachi Y., Stern C., Polyakov A., Teh W.T. A survey study of endometrial receptivity tests and immunological treatments in in vitro fertilisation (IVF). Aust. N. Z. J. Obstet. Gynaecol. 2022; 62(2): 306-11.https://dx.doi.org/10.1111/ajo.13466.
Sebastian-Leon P., Garrido N., Remohí J., Pellicer A., Diaz-Gimeno P. Asynchronous and pathological windows of implantation: two causes of recurrent implantation failure. Hum. Reprod. 2018; 33(4): 626-35.https://dx.doi.org/10.1093/humrep/dey023.
Valdes C.T., Schutt A., Simon C. Implantation failure of endometrial origin: it is not pathology, but our failure to synchronize the developing embryo with a receptive endometrium. Fertil. Steril. 2017; 108(1): 15-8.https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2017.05.033.
Aghajanova L., Hamilton A.E., Giudice L.C. Uterine receptivity to human embryonic implantation: histology, biomarkers, and transcriptomics. Semin. Cell Dev. Biol. 2008; 19(2): 204-11. https://dx.doi.org/10.1016/j.semcdb.2007.10.008.
Nejatbakhsh R., Kabir-Salmani M., Dimitriadis E., Hosseini A., Taheripanah R., Sadeghi Y. et al. Subcellular localization of L-selectin ligand in the endometrium implies a novel function for pinopodes in endometrial receptivity. Reprod. Biol. Endocrinol. 2012; 10: 46. Erratum in: Reprod. Biol. Endocrinol. 2021;19(1): 62. https://dx.doi.org/10.1186/1477-7827-10-46.
Quinn K.E., Matson B.C., Wetendorf M., Caron K.M. Pinopodes: recent advancements, current perspectives, and future directions. Mol. Cell. Endocrinol. 2020; 501: 110644. https://dx.doi.org/10.1016/j.mce.2019.110644.
Xu B., Sun X., Li L., Wu L., Zhang A., Feng Y. Pinopodes, leukemia inhibitory factor, integrin-β3, and mucin-1 expression in the peri-implantation endometrium of women with unexplained recurrent pregnancy loss. Fertil. Steril. 2012; 98(2): 389-95. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2012.04.032.
Li F., Zhang M., Zhang Y., Liu T., Qu X. GnRH analogues may increase endometrial Hoxa10 promoter methylation and affect endometrial receptivity. Mol. Med. Rep. 2015; 11(1): 509-14. https://dx.doi.org/10.3892/mmr.2014.2680.
Qiong Z., Jie H., Yonggang W., Bin X., Jing Z., Yanping L. Clinical validation of pinopode as a marker of endometrial receptivity: a randomized controlled trial. Fertil. Steril. 2017; 108(3): 513-7.e2. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2017.07.006.
Jin X.Y., Zhao L.J., Luo D.H., Liu L., Dai Y.D., Hu X.X. et. al. Pinopode score around the time of implantation is predictive of successful implantation following frozen embryo transfer in hormone replacement cycles. Hum. Reprod. 2017; 32(12): 2394-403. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/dex312.
Hashimoto T., Koizumi M., Doshida M., Toya M., Sagara E., Oka N. et. al. Efficacy of the endometrial receptivity array for repeated implantation failure in Japan: a retrospective, two-centers study. Reprod. Med. Biol. 2017; 16(3):290-6. https://dx.doi.org/10.1002/rmb2.12041.
Tan J., Kan A., Hitkari J., Taylor B., Tallon N., Warraich G. et. al. The role of the endometrial receptivity array (ERA) in patients who have failed euploid embryo transfers. J. Assist. Reprod. Genet. 2018; 35(4): 683-92.https://dx.doi.org/10.1007/s10815-017-1112-2.
Altmäe S., Koel M., Võsa U., Adler P., Suhorutšenko M., Laisk-Podar T. et. al. Meta-signature of human endometrial receptivity: a meta-analysis and validation study of transcriptomic biomarkers. Sci. Rep. 2017; 7(1): 10077. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-10098-3.
van der Gaast M.H., Beier-Hellwig K., Fauser B.C., Beier H.M., Macklon N.S. Endometrial secretion aspiration prior to embryo transfer does not reduce implantation rates. Reprod. Biomed. Online. 2003; 7(1): 105-9.https://dx.doi.org/10.1016/s1472-6483(10)61737-3.
Matorras R., Quevedo S., Corral B., Prieto B., Exposito A., Mendoza R. et. al. Proteomic pattern of implantative human endometrial fluid in in vitro fertilization cycles. Arch. Gynecol. Obstet. 2018; 297(6): 1577-86.https://dx.doi.org/10.1007/s00404-018-4753-1.
Li T., Greenblatt E.M., Shin M.E., Brown T.J., Chan C. Cargo small non-coding RNAs of extracellular vesicles isolated from uterine fluid associate with endometrial receptivity and implantation success. Fertil. Steril. 2021; 115(5): 1327-36. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2020.10.046.
Bergenheim S.J., Saupstad M., Pistoljevic N., Andersen A.N., Forman J.L., Løssl K. et al. Immediate versus postponed frozen embryo transfer after IVF/ICSI: a systematic review and meta-analysis. Hum. Reprod. Update. 2021; 27(4): 623-42. https://dx.doi.org/10.1093/humupd/dmab002.
Langmead B., Trapnell C., Pop M., Salzberg S.L. Ultrafast and memory-efficient alignment of short DNA sequences to the human genome. Genome Biol. 2009; 10: R25. https://dx.doi.org/10.1186/gb-2009-10-3-r25.
Love M.I., Huber W., Anders S. Moderated estimation of fold change and dispersion for RNA-seq data with DESeq2. Genome Biol. 2014; 15(12): 550. https://dx.doi.org/10.1186/s13059-014-0550-8.
Team R.C. A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing. Vienna, Austria. Available at:https://www.R-project.org Accessed 10.03. 2021.
Team Rs. RStudio: Integrated Development for R. RStudio. Available at: http://www.rstudio.com/ Accessed 23.03.2021.
Wang W., Vilella F., Alama P., Moreno I., Mignardi M., Isakova A. et. al. Single-cell transcriptomic atlas of the human endometrium during the menstrual cycle. Nat. Med. 2020; 26(10): 1644-53. https://dx.doi.org/10.1038/s41591-020-1040-z.
Казачков Е.Л., Воропаева Е.Е., Казачкова Э.А., Затворницкая А.В., Дуб А.А., Мирошниченко Л.Е. Морфологическая характеристика эндометрия у пациенток с миомой матки и хроническим эндометритом при бесплодии. Архив патологии. 2019; 81(6): 41-8.
Green S.B. How many subjects does it take to do a regression analysis. Multivariate Behav. Res. 1991; 26(3): 499-510. https://dx.doi.org/10.1207/s15327906mbr2603_7.
Koel M., Krjutškov K., Saare M., Samuel K., Lubenets D., Katayama S. et. al. Human endometrial cell-type-specific RNA sequencing provides new insights into the embryo-endometrium interplay. Hum. Reprod. Open. 2022; 2022(4): hoac043. https://dx.doi.org/10.1093/hropen/hoac043.
Evans J., Hutchison J., Salamonsen L.A., Greening D.W. Proteomic insights into endometrial receptivity and embryo-endometrial epithelium interaction for implantation reveal critical determinants of fertility. Proteomics. 2020; 20(1): e1900250. https://dx.doi.org/10.1002/pmic.201900250.
Ruane P.T., Garner T., Parsons L., Babbington P.A., Wangsaputra I., Kimber S.J. et. al. Trophectoderm differentiation to invasive syncytiotrophoblast is promoted by endometrial epithelial cells during human embryo implantation. Hum. Reprod. 2022; 37(4): 777-92. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/deac008.
Bojić-Trbojević Ž., Jovanović Krivokuća M., Vilotić A., Kolundžić N., Stefanoska I., Zetterberg F. et. al. Human trophoblast requires galectin-3 for cell migration and invasion. Sci. Rep. 2019; 9(1): 2136. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-018-38374-w.
Vilella F., Moreno-Moya J.M., Balaguer N., Grasso A., Herrero M., Martínez S. et. al. Hsa-miR-30d, secreted by the human endometrium, is taken up by the pre-implantation embryo and might modify its transcriptome. Development. 2015; 142(18): 3210-21. https://dx.doi.org/10.1242/dev.124289.
Sha A.G., Liu J.L., Jiang X.M., Ren J.Z., Ma C.H., Lei W. et. al. Genome-wide identification of micro-ribonucleic acids associated with human endometrial receptivity in natural and stimulated cycles by deep sequencing. Fertil. Steril. 2011; 96(1): 150-5.e5. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2011.04.072.
Kuokkanen S., Chen B., Ojalvo L., Benard L., Santoro N., Pollard J.W. Genomic profiling of microRNAs and messenger RNAs reveals hormonal regulation in microRNA expression in human endometrium. Biol. Reprod. 2010; 82(4): 791-801. https://dx.doi.org/10.1095/biolreprod.109.081059.
Zhao Y., He D., Zeng H., Luo J., Yang S., Chen J. et. al. Expression and significance of miR-30d-5p and SOCS1 in patients with recurrent implantation failure during implantation window. Reprod. Biol. Endocrinol. 2021; 19(1): 138. https://dx.doi.org/10.1186/s12958-021-00820-2.
Balaguer N., Moreno I., Herrero M., Gonzáléz-Monfort M., Vilella F., Simón C. MicroRNA-30d deficiency during preconception affects endometrial receptivity by decreasing implantation rates and impairing fetal growth. Am. J. Obstet. Gynecol. 2019; 221(1): 46.e1-46.e16. https://dx.doi.org/10.1016/j.ajog.2019.02.047.
Quan J., Li Y., Pan X., Lai Y., He T., Lin C. et. al. Oncogenic miR-425-5p is associated with cellular migration, proliferation and apoptosis in renal cell carcinoma. Oncol. Lett. 2018; 16(2): 2175-84. https://dx.doi.org/10.3892/ol.2018.8948.
Fang F., Song T., Zhang T., Cui Y., Zhang G., Xiong Q. MiR-425-5p promotes invasion and metastasis of hepatocellular carcinoma cells through SCAI-mediated dysregulation of multiple signaling pathways. Oncotarget. 2017; 8(19): 31745-57. https://dx.doi.org/10.18632/oncotarget.15958.
Sun L., Jiang R., Li J., Wang B., Ma C., Lv Y. et. al. MicoRNA-425-5p is a potential prognostic biomarker for cervical cancer. Ann. Clin. Biochem. 2017; 54(1): 127-33. https://dx.doi.org/10.1177/0004563216649377.
Zhang Z., Li Y., Fan L., Zhao Q., Tan B., Li Z. et. al. microRNA-425-5pis upregulated in human gastric cancer and contributes to invasion and metastasis in vitro and in vivo. Exp. Ther. Med. 2015; 9(5): 1617-22.https://dx.doi.org/10.3892/etm.2015.2318.
Luo Y., Wang D., Chen S., Yang, Q. The role of miR-34c-5p/Notch in epithelial-mesenchymal transition (EMT) in endometriosis. Cell. Signal. 2020; 72: 109666. https://dx.doi.org/10.1016/j.cellsig.2020.109666.
Tan Q., Shi S., Liang J., Zhang X., Cao D., Wang Z. MicroRNAs in small extracellular vesicles indicate successful embryo implantation during early pregnancy. Cells. 2020; 9(3): 645. https://dx.doi.org/10.3390/cells9030645.
Ge Q., Wang C., Chen Z., Li F., Hu J., Ye Z. The suppressive effects of miR-1180-5p on the proliferation and tumorigenicity of bladder cancer cells. Histol. Histopathol. 2017; 32(1): 77-86. https://dx.doi.org/10.14670/HH-11-772.
Gu L., Zhang J., Shi M., Peng C. The effects of miRNA-1180 on suppression of pancreatic cancer. Am. J. Transl. Res. 2017; 9(6): 2798-806.
Li C., Jin W., Zhang D., Tian S. Clinical significance of microRNA-1180-3p for colorectal cancer and effect of its alteration on cell function. Bioengineered. 2021; 12(2): 10491-500. https://dx.doi.org/10.1080/21655979.2021.1997694.

Поступила 03.05.2023

Принята в печать 28.06.2023

Тимофеева Анжелика Владимировна, к.б.н., заведующая лабораторией прикладной транскриптомики отдела системной биологии в репродукции, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Минздрава России, v_timofeeva@oparina4.ru,
https://orcid.org/0000-0003-2324-9653, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Федоров Иван Сергеевич, м.н.с. лаборатории прикладной транскриптомики отдела системной биологии в репродукции, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Минздрава России, is_fedorov@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0002-2104-5887, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Гохберг Яэль Александровна, аспирант отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. профессора Б.В. Леонова, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Минздрава России, dr.yaelgokhberg@gmail.com,
https://orcid.org/0000-0003-3637-6096, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Калинина Елена Анатольевна, д.м.н, профессор, заведующая отделением вспомогательных технологий в лечении бесплодия им. профессора Б.В. Леонова, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Минздрава России,
e_kalinina@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0002-8922-2878, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, 4.

Оценка рецептивности эндометрия по уровню малых некодирующих РНК в маточном аспирате у женщин на фоне циклической гормональной терапии

Тимофеева А.В., Федоров И.С., Гохберг Я.А., Калинина Е.А.

Ключевые слова

Список литературы

Об авторах / Для корреспонденции

Также по теме