Возможности прогнозирования исходов программ вспомогательных репродуктивных технологий у пациенток с эндометриоидными кистами яичников на основании метаболомного профиля фолликулярной жидкости

Николенко И.Г., Смольникова В.Ю., Чаговец В.В.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Россия
В настоящее время проблема восстановления фертильности у пациенток с эндометриоидными кистами яичников находится в эпицентре внимания врачей во всем мире. Несмотря на интенсивную научную деятельность, прогресс в поиске биомаркеров, влияющих на результативность программ экстракорпорального оплодотворения у данной группы пациенток, развивается недостаточным образом. Фолликулярная жидкость является биологической средой, которая оказывает непосредственное влияние на рост и созревание ооцитов, а в дальнейшем – и на процесс фертилизации. Поиск биомаркеров, которые в дальнейшем можно использовать в качестве прогностических факторов развития эмбрионов и исходов программ экстракорпорального оплодотворения, является крайне важным направлением. В данном обзоре литературы представлены данные об изменении метаболомного профиля фолликулярной жидкости у пациенток с эндометриоидными кистами яичников, рассмотрены современные возможности метаболомики с целью повышения эффективности лечения бесплодия и оптимизации эмбриологического этапа у женщин с эндометриомами.
Заключение. На основании полученных данных проведение дальнейших исследований по изучению метаболомного профиля фолликулярной жидкости актуально и может привести к созданию новых прогностических стратегий, а также к разработке алгоритмов ведения пациенток с данной патологией в программах вспомогательных репродуктивных технологий.

Ключевые слова

бесплодие
эндометриоз
эндометриоидные кисты яичников
экстракорпоральное оплодотворение
ооцит
метаболом
фолликулярная жидкость
имплантация эмбриона

В настоящее время эндометриоз является одной из самых социально значимых женских болезней и занимает 3-е место в структуре гинекологических заболеваний, уступая лишь миоме матки и воспалительным заболеваниям органов малого таза [1–3]. Эндометриоидные кисты яичников встречаются у 17–44% женщин с наружным генитальным эндометриозом (НГЭ). Полагают, что поражение яичников оказывает негативное влияние на их функциональное состояние, приводя, в том числе, к изменению состава фолликулярной жидкости (ФЖ) [4, 5]. Фолликулoгенез при наличии эндометриоза характеризуется повышенным количеством иммунокомпетентных клеток, нарушением синтеза стероидов и простагландинов. Изменения состава ФЖ провоспалительного характера оказывают негативное влияние на процессы оогенеза, вызывая уменьшение размеров доминантного фолликула, повышение апоптотического индекса клеток кумулюса, а также дистрофические процессы в клетках гранулезы [6, 7]. Кроме того, лапароскопическая резекция яичников по поводу эндометриоидной кисты ведет к снижению овариального резерва.

Исследование состава ФЖ может помочь в изучении патофизиологии и поиске возможных биомаркеров, определяющих качество ооцитов и, соответственно, эмбрионов у женщин с этим заболеванием. Существенный прогресс в поиске маркеров патологических процессов стал возможен благодаря развитию постгеномных методов анализа, особое место среди которых занимают метаболомные технологии [8], основанные на использовании масс-спектрометрии и ядерного магнитного резонанса. Анализ метаболома методом масс-спектрометрии позволяет рассчитывать на открытие новых биомаркеров на метаболомном уровне, понимание причин бесплодия при эндометриозе и оптимизацию программ вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) [9].

Результативность программ ВРТ у пациенток с эндометриоидными кистами яичников

Негативное влияние эндометриом на фертильность вызвано как снижением овариального резерва, так и получением ооцитов более низкого качества, снижением рецептивности эндометрия и, как следствие, уменьшением вероятности имплантации плодного яйца [10, 11]. Таким образом, можно предположить высокую частоту неудачных попыток экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) при наличии НГЭ.

В рамках Кохрановского обзора, проведенного Benschop L. et al. [12], были рассмотрены 4 рандомизированных контролируемых исследования, посвященных анализу результатов программ ЭКО у пациенток после цистэктомии по поводу эндометриоидных кист яичников в сравнении с пациентками с кистами без оперативного лечения. Согласно данным этого обзора, преимуществами хирургического лечения до проведения программы ЭКО являлись восстановление нормальной анатомии малого таза, устранение спаечного процесса, улучшение трансвагинального доступа к яичникам, а также уменьшение болевого синдрома. К недостаткам цистэктомии авторы относят уменьшение объема яичника и снижение овариального резерва, приводящее к получению меньшего количества ооцитов. Программы ЭКО у пациенток с эндометриоидными кистами яичников характеризовались затрудненным ультразвуковым мониторингом, «плохим» ответом на стимуляцию суперовуляции, а у части пациенток – отсутствием трансвагинального доступа на момент пункции. Авторы не отметили существенных различий в частоте наступления клинической беременности, однако процент самопроизвольных выкидышей и неразвивающихся беременностей в I триместре у пациенток с эндометриоидными кистами яичников был значительно выше по сравнению с группой женщин после цистэктомии. В работе Lee K.H. et al. было выявлено, что количество фолликулов диаметром ≥14 мм в день введения человеческого хорионического гонадотропина, количество аспирированных, зрелых и оплодотворившихся ооцитов было существенно ниже в группе с резецированными яичниками. Тем не менее обе группы были схожими по показателям наступления клинической беременности из расчета на цикл стимуляции, а также по числу самопроизвольных выкидышей [13].

В настоящее время особое внимание уделяется вопросу влияния хирургического лечения на исход программ ЭКО. В связи с уменьшением объема ткани яичника после резекции эндометриоидных кист происходит снижение овариального резерва и, соответственно, уровня сывороточного антимюллерова гормона, что приводит к необходимости использования более высоких доз гонадотропинов и более продолжительной стимуляции [14]. В нескольких обзорных статьях сравнивались пациенты с эндометриомой и пациенты после хирургического вмешательства. Количество аспирированных ооцитов и ооцитов MII было значительно ниже в группе хирургического вмешательства, чем в группе без оперативного лечения, но значительных различий не наблюдалось [15, 16].

Необходимость хирургического лечения с целью улучшения результатов программ ЭКО остается спорной. Учитывая, что резекция эндометриомы может повлиять на овариальный резерв и ответ яичников во время стимуляции суперовуляции, следует избегать резекции эндометриоидных кист у пациенток с низким АМГ, включая женщин старшего репродуктивного возраста. Однако необходимо сохранять онкологическую настороженность и учитывать негативное влияние эндометриоидной кисты на внутрифолликулярную среду, ведущее к ухудшению качества ооцитов. Таким образом, программы ВРТ у пациенток с эндометриоидными кистами яичников требуют оптимизации, индивидуализации и дальнейшего изучения.

Влияние эндометриоза на качество ооцитов

На сегодняшний день существуют различные точки зрения, подтверждающие или отрицающие негативный эффект НГЭ на качество ооцита как с клинической, так и с биологической точки зрения. В большинстве биологических исследований изучается влияние эндометриоза на качество ооцитов, например, путем изучения гранулезных клеток (ГК) или ФЖ. Авторы отмечают отрицательное влияние эндометриоидной ткани на нормальную физиологию клеток гранулезы, а именно активацию апоптоза, изменения в клеточном цикле и дисрегуляцию молекулярных путей, участвующих в развитии ГК [17]. В ряде исследований показано, что наличие эндометриоидной кисты приводит к изменению состава ФЖ, появлению активных форм кислорода, увеличению цитокинов и хемокинов по сравнению с контролем. Эти изменения, вероятно, способствуют хромосомной нестабильности и нарушению мейоза, приводя тем самым к получению ооцитов более низкого качества, большего количества незрелых ооцитов и увеличению доли дегенеративных ооцитов. Таким образом, асептическое воспаление в ФЖ, связанное с эндометриозом, может способствовать снижению качества ооцитов [18, 19].

Метаболомика фолликулярной жидкости

В последнее десятилетие для поиска биомаркеров различных заболеваний в биологических жидкостях и тканях все больше используются постгеномные технологии. Благодаря высокой чувствительности и селективности масс-спектрометров и возможности их комбинации с жидкостной хроматографией появилась возможность проводить качественную и количественную оценку индивидуальных соединений многокомпонентных смесей [20, 21].

Метаболом ФЖ – это полный набор всех метаболитов, являющихся конечным продуктом обмена веществ в клетке, ткани, органе или организме [22]. Метаболомика может быть применена к репродуктивной медицине, поскольку в основе причин бесплодия, возможно, лежат нарушения нормального обмена веществ в клетках. ФЖ – это биологическая среда, которая оказывает непосредственное влияние на рост и созревание ооцитов, а в дальнейшем – и на процесс фертилизации. В части исследований была сделана попытка определить маркеры ФЖ, которые могли быть использованы как прогностические факторы, определяющие качество эмбрионов и исходы программ ЭКО. Однако, несмотря на большое количество исследований метаболомного состава ФЖ методом масс-спектрометрии, имеется ограниченное количество работ, касающихся изучения метаболитов в ФЖ при наличии эндометриоидных кист яичников.

В исследовании Karaer A. et al. был проведен анализ метаболома ФЖ женщин с эндометриоидными кистами яичников в сравнении с группой женщин, бесплодие которых было вызвано трубным фактором [23]. Анализ данных выявил, что ФЖ в группах отличалась по составу. Было обнаружено, что ФЖ женщин с эндометриомой содержит более высокие уровни лактата (2,75 ммоль/л против 1,6 ммоль/л; р=0,05), β-глюкозы (1,25 ммоль/л против 0,83 ммоль/л; р=0,03), пирувата (0,19 ммоль/л против 0,14 ммоль/л; р=0,03) и валина (0,17 ммоль/л против 0,12 ммоль/л; р=0,02) по сравнению с контрольной группой. Примечательно, что повышенный уровень валина также отмечался в образцах ФЖ у пациенток с многочисленными неудачными попытками ЭКО в исследовании Xia L. et al. [24]. Хотя лежащие в основе механизмы, ответственные за такие биохимические изменения, в настоящее время неизвестны, тем не менее, это может отражать нарушение процесса созревания ооцита и его способность осуществлять синтез белка, что, в свою очередь, возможно, приводит к увеличению уровней незаменимых аминокислот в ФЖ. В 2017 г. Santonastaso M. et al. в своем исследовании обнаружили более низкое качество ооцитов у пациенток с эндометриозом. При анализе метаболома ФЖ определялось снижение уровней глюкозы, алaнина, валина, прoлина, холина, лизина, фосфохoлина, лейцина, а лактат и фосфолипиды имели более высокие концентрации [25]. Таким образом, в исследуемой группе пациентов изменение уровней вышеуказанных соединений коррелирует с качеством ооцитов. Авторы предполагают, что для идентификации ооцитов хорошего качества необходима оценка вышеуказанных метаболитов. В свою очередь, Cordeiro F.B. et al. в своем исследовании отметили связь между метаболическим составом ФЖ в группе женщин с эндометриоидными кистами яичников и результатами эмбриогенеза [9]. Так, в ФЖ у пациенток с эндометриозом в больших концентрациях были представлены моноацилглицерины, жирные кислоты, карнитин, диацилглицерол, фосфатидная кислота, фосфатидилсерин, лизофосфатидилглицерол, лизофосфатидилинозитол, лизофосфатидилхолин и лизофосфатидная кислота. Последние два, по мнению авторов, связаны с воспалительными и пролиферативными изменениями, происходящими в фолликулярной среде под влиянием эндометриомы. В свою очередь, диацилглицерол, возможно, вызывает усиление апоптоза ГК, влияя на оогенез, а в последующем – и на эмбриогенез. У женщин с эндометриозом отмечался более высокий средний показатель эмбрионов низкого качества на 2-й день культивирования (р=0,041) и меньшее количество эмбрионов, пригодных к переносу (р=0,014). Авторы допускают возможность сочетания анализа параметров метаболома ФЖ с морфологической оценкой эмбриона для определения более высокого имплантационного потенциала. При изучении липидома ФЖ методом масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением у женщин с эндометриозом яичников III–IV степени были выявлены более высокие концентрации сфинголипидов и фосфатидилхoлинов. Метаболизм последних, по мнению авторов, связан с дегенеративными изменениями в яйцеклетках и способностью к оплодотворению [26].

Таким образом, изменение метаболома ФЖ может приводить к нарушениям процесса оогенеза и дальнейшему аномальному развитию эмбриона. Определение уровней метаболитов в ФЖ может быть полезным для ранней оценки качества ооцитов и в последующем для отбора наиболее жизнеспособных эмбрионов.

Заключение

Метаболиты играют важную роль в развитии реакций, лежащих в основе практически любого патологического процесса, происходящего в ФЖ. В настоящее время не до конца изучены метаболомные маркеры ФЖ и особенности проведения программ ВРТ у пациенток с эндометриоидными кистами яичников. Поэтому дальнейшее изучение метаболомного профиля ФЖ не только позволит выявить механизмы влияния эндометриоза на репродуктивную функцию, но и поможет оптимизировать эмбриологический этап, что приведет к созданию новых прогностических стратегий и разработке алгоритмов ведения пациенток с данной патологией в программах ЭКО.

Список литературы

  1. Burney R.O., Giudice L.C. Pathogenesis and pathophysiology of endometriosis. Fertil. Steril. 2012; 98(3): 511-9. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2012.06.029.
  2. Vercellini P., Viganò P., Somigliana E., Fedele L. Endometriosis: pathogenesis and treatment. Nat. Rev. Endocrinol. 2014; 10(5): 261-75. https:// dx.doi.org/10.1038/nrendo.2013.255.
  3. Адамян Л.В., Андреева Е.Н., Аполихина И.А., Беженарь В.Ф., Геворкян М.А., Гус А.И., Демидов В.Н., Калинина Е.А., Леваков С.А., Марченко Л.А., Попов А.А., Сонова М.М., Хашукоева А.З., Чернуха Г.Е., Яроцкая Е.Л. Эндометриоз: диагностика, лечение и реабилитация. Федеральные клинические рекомендации по ведению больных. М.; 2013. 65 c.
  4. Giacomini E., Sanchez A.M., Sarais V., Beitawi S., Candiani M., Viganò P. Characteristics of follicular fluid in ovaries with endometriomas. Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 2017; 209: 34-8. https://dx.doi.org/10.1016/j.ejogrb.2016.01.032.
  5. Guo N., Zhang X.M., Shi W., Tong X.H., Iqbal F. Oocyte quality is decreased in women with minimal or mild endometriosis. Sci. Rep. 2015; 5: 10779. https://dx.doi.org/10.1038/srep10779.
  6. Sanchez A.M., Viganò P., Quattrone F., Pagliardini L., Papaleo E., Candiani M. et al. The WNT/β-catenin signaling pathway and expression of survival promoting genes in luteinized granulosa cells: endometriosis as a paradigm for a dysregulated apoptosis pathway. Fertil. Steril. 2014; 101(6): 1688-96. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2014.02.040.
  7. Sanchez A.M., Viganò P., Somigliana E., Panina-Bordignon P., Vercellini P., Candiani M. The distinguishing cellular and molecular features of the endometriotic ovarian cyst: from pathophysiology to the potential endometrioma-mediated damage to the ovary. Hum. Reprod. Update. 2014; 20(2): 217-30. https://dx.doi.org/10.1093/humupd/dmt053.
  8. Лисица А.В., Пономаренко Е.А., Лохов П.Г., Арчаков А.И. Постгеномная медицина: альтернатива биомаркерам. Вестник Российской Академии медицинских наук. 2016; 71(3): 255-60.
  9. Cordeiro F.B., Cataldi Th.R., da Costa L., de Souza B.Z., Fraietta R., Labate C. et al. Metabolomic profiling in follicular fluid of patients with infertility-related deep endometriosis. Metabolomics. 2017; 13(10): 120. https://dx.doi.org/10.1007/s11306-017-1262-3.
  10. Bulun S.E. Ovarian endometriosis: the nemesis of eggs. Fertil. Steril. 2014; 101(4): 938-9. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2014.01.044.
  11. Harb H.M., Gallos I.D., Chu J., Harb M., Coomarasamy A. The effect of endometriosis on in vitro fertilisation outcome: a systematic review and meta-analysis. BJOG. 2013; 120(11): 1308-20. https://dx.doi.org/10.1111/1471-0528.12366.
  12. Benschop L., Farquhar C., van der Poel N., Heineman M.J. Interventions for women with endometrioma prior to assisted reproductive technology. Cochrane Database Syst. Rev. 2010; (11): CD008571. https://doi.org/10.1002/14651858.CD008571.pub2.
  13. Lee K.H., Kim C.H., Lee Y.J., Kim S.H., Chae H.D., Kang B.M. Surgical resection or aspiration with ethanol sclerotherapy of endometrioma before in vitro fertilization in infertilie women with endometrioma. Obstet. Gynecol. Sci. 2014; 57(4): 297-303. https://doi.org/10.5468/ogs.2014.57.4.297.
  14. Benaglia L., Somigliana E., Vighi V., Ragni G., Vercellini P., Fedele L. Rate of severe ovarian damage following surgery for endometriomas. Hum. Reprod. 2010; 25(3): 678-82. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/dep464.
  15. Yang C., Geng Y., Li Y., Chen C., Gao Y. Impact of ovarian endometrioma on ovarian responsiveness and IVF: a systematic review and meta-analysis. Reprod. Biomed. Online. 2015; 31(1): 9-19. https://dx.doi.org/ 10.1016/j.rbmo.2015.03.005.
  16. Hamdan M., Dunselman G., Li T.C., Cheong Y. The impact of endometrioma on IVF/ICSI outcomes: a systematic review and meta-analysis. Hum. Reprod. Update. 2015; 21(6): 809-25. https://dx.doi.org/10.1093/humupd/dmv035.
  17. Sanchez A.M., Viganò P., Somigliana E., Panina-Bordignon P., Vercellini P., Candiani M. The distinguishing cellular and molecular features of the endometriotic ovarian cyst: from pathophysiology to the potential endometrioma-mediated damage to the ovary. Hum. Reprod. Update. 2014; 20(2): 217-30. https://dx.doi.org/10.1093/humupd/dmt05.
  18. Sanchez A.M., Somigliana E., Vercellini P., Pagliardini L., Candiani M., Vigano P. Endometriosis as a detrimental condition for granulosa cell steroidogenesis and development: from molecular alterations to clinical impact. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 2016; 155(Pt. A): 35-46. https://dx.doi.org/10.1016/j.jsbmb.2015.07.023.
  19. Singh A.K., Dutta M., Chattopadhyay R., Chakravarty B., Chaudhury K. Intrafollicular interleukin-8, interleukin-12, and adrenomedullin are the promising prognostic markers of oocyte and embryo quality in women with endometriosis. J. Assist. Reprod. Genet. 2016; 33(10): 1363-72. https://dx.doi.org/10.1007/s10815-016-0782-5.
  20. Wang Y., Liu S., Hu Y., Li P., Wan J.B. Current state of the art of mass spectrometry-based metabolomics studies: a review focusing on wide coverage, high throughput and easy identification. RSC Adv. 2015; 96(5): 78728-37. https://dx.doi.org/10.1039/C5RA14058G.
  21. Kuehnbaum N.L., Britz-McKibbin P. New advances in separation science for metabolomics: resolving chemical diversity in a post-genomic era. Chem. Rev. 2013; 113(4): 2437-68. https://dx.doi.org/10.1021/cr300484s.
  22. Emwas A.H., Roy R., McKay R.T., Tenori L., Saccenti E., Gowda GAN. NMR spectroscopy for metabolomics research. Metabolites. 2019: 9(7): 123. https://dx.doi.org/10.3390/metabo9070123.
  23. Karaer A., Tuncay G., Mumcu A., Dogan B. Metabolomics analysis of follicular fluid in women with ovarian endometriosis undergoing in vitro fertilization. Syst. Biol. Reprod. Med. 2019; 65(1): 39-47. https://dx.doi.org/10.1080/19396368.2018.1478469.
  24. Xia L., Zhao X., Sun Y., Hong Y., Gao Y., Hu S. Metabolomic profiling of human follicular fluid from patients with repeated failure of in vitro fertilization using gas chromatography/mass spectrometry. Int. J. Clin. Exp. Pathol. 2014; 7(10): 7220-9.
  25. Santonastaso M., Pucciarelli A., Costantini S., Caprio F., Sorice A., Capone F. et al. Metabolomic profiling and biochemical evaluation of the follicular fluid of endometriosis patients. Mol. Biosyst. 2017; 13(6): 1213-22. https://dx.doi.org/10.1039/c7mb00181a.
  26. Cordeiro F.B., Cataldi T.R., Perkel K.J., do Vale Teixeira da Costa L., Rochetti R.C., Stevanato J. et al. Lipidomics analysis of follicular fluid by ESI-MS reveals potential biomarkers for ovarian endometriosis. Assist. Reprod. Genet. 2015; 32(12): 1817-25. https://dx.doi.org/10.1007/s10815-015-0592-1.

Поступила 15.04.2020

Принята в печать 12.10.2020

Об авторах / Для корреспонденции

Николенко Инна Геннадьевна, аспирант отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Минздрава России. Тел.: +7(925)537-95-03. E-mail: nikolenkoinna@mail.ru.
117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Смольникова Вероника Юрьевна, д.м.н., ведущий научный сотрудник отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия имени профессора Б.В. Леонова, ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России. Тел.: +7(495)438-49-77. Е-mail: veronika.smolnikova@mail.ru.
117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Чаговец Виталий Викторович, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник лаборатории протеомики и метаболомики репродукции человека,
ФГБУ «Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России.
Тел.: +7(916)919-14-66. E-mail: vvchagovets@gmail.com. 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.

Для цитирования: Николенко И.Г., Смольникова В.Ю., Чаговец В.В. Возможности прогнозирования исходов программ вспомогательных репродуктивных технологий у пациенток с эндометриоидными кистами яичников на основании метаболомного профиля фолликулярной жидкости.
Акушерство и гинекология. 2020; 11: 44-48
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2020.11.44-48

Также по теме

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.