История, возможности и перспективы технологий покадровой съемки в изучении раннего эмбрионального развития человека

История, возможности и перспективы технологий покадровой съемки в изучении раннего эмбрионального развития человека

Автор: Шурыгина Оксана Викторовна, Василенко Ольга Юрьевна, Юхимец Сергей Николаевич, Шипулин Никита Александрович

Журнал: Морфологические ведомости @morpholetter

Рубрика: Обзорные и общетеоретические статьи

Статья в выпуске: 1 т.29, 2021 года.

Бесплатный доступ

Несмотря на достижения вспомогательных репродуктивных технологий, ключевой проблемой отрасли по-прежнему остается высокий процент неудач осуществляемых протоколов стимуляции. Одной из ведущих причин этого являются ограниченные возможности оценки биологического потенциала эмбриона и его шансов на имплантацию. За последние десять лет в репродуктивных технологиях фокус внимания ощутимо сместился от пациентки к эмбриону, поскольку потребность в повышении их результативности стимулирует необходимость понимания глубинных процессов раннего развития зародыша. С целью повышения результативности процедур экстракорпорального оплодотворения в клинической эмбриологии внедряются и совершенствуются высокотехнологичные способы культивирования и оценки эмбрионов. Цель обзора -продемонстрировать историю, возможности и перспективы в изучении раннего эмбрионального развития человека технологии покадровой (цейтрафферной) съемки. Активное изучение и использование возможностей технологии покадровой замедленной съемки позволило не только расширить понимание процессов раннего развития зародыша, но и на текущий момент позволяет оценивать его потенциал с точки зрения, как биологических, так и клинических перспектив. Основными преимуществами этого метода являются возможность морфологической оценки в процессе непрерывного культивирования эмбрионов в инкубаторах закрытого типа без их извлечения, а также определение точных временных интервалов ключевых событий этапов развития зародыша с особым вниманием на те моменты, которые при традиционном культивировании недоступны для наблюдения и фиксации в условиях клинической практики. Главной точкой роста для развития технологии замедленной покадровой съемки стало создание и валидация так называемых морфокинетических критериев и алгоритмов оценки качества развивающихся эмбрионов. Ключевая перспектива метода -использование ее в комбинации с элементами искусственного интеллекта с целью прогностического определения наиболее потенциального для переноса в полость матки зародыша. Современные направления исследований с применением метода покадровой съемки - это продолжение разработки морфокинетических алгоритмов и их эффективных критериев, внедрение технологии самообучающихся компьютерных программ и адаптация этих инструментов в клинической практике, поиск и оценка возможных факторов влияния на морфокинетику эмбрионов, контроль качества работы эмбриологических лабораторий. Будущее развитие таких технологий представляется в сочетании не только с возможностями искусственного интеллекта, но и в комбинации с использованием неинвазивного генетического скрининга, оценки метаболомики и протеомики развивающихся эмбрионов.

Еще

Эмбриология человека, биология репродукции, технология замедленной покадровой съемки, вспомогательные репродуктивные технологии

Короткий адрес: https://sciup.org/143177415

IDR: 143177415   |   DOI: 10.20340/mv-mn.2021.29(1).9-19

Список литературы История, возможности и перспективы технологий покадровой съемки в изучении раннего эмбрионального развития человека

  • Yovich JL. Founding pioneers of IVF update: Innovative researchers generating livebirths by 1982. Reproductive Biology. 2020;20(1):111-113. https://doi.org/10.1016/j.repbio.2019.12.008
  • Nidhjem Dzhozef. Istorija jembriologii. M.: Gos. izd-vo inostr. lit., 1947. 342s.
  • Rajkov B.E. Karl Ber, ego zhizn' i trudy. M., L.: Izd-vo AN SSSR, 1961. 524s.
  • Alper BS, Hand JA, Elliott SG et al. How much effort is needed to keep up with the literature relevant for primary care? Journal of the Medical Library association. 2004;92(4):429.
  • Densen P. Challenges and opportunities facing medical education. Transactions of the American Clinical and Climatological Association. 2011;122:48.
  • Payne D, Flaherty SP, Barry MF & Matthews CD. Preliminary observations on polar body extrusion and pronuclear formation in human oocytes using time-lapse video cinematography. Human reproduction. 1997;12(3):532-541. https://doi.org/10.1093/humrep/12.3.532.
  • Nakahara T, Iwase A, Goto M et al. Evaluation of the safety of time-lapse observations for human embryos. Journal of Assisted Reproduction and Genetics. 2014;27(2-3):93-96. https://doi.org/10.1007/s10815-010-9385-8.
  • Lemmen JG, Agerholm I, Ziebe S. Kinetic markers of human embryo quality using time-lapse recordings of IVF/ICSI-fertilized oocytes. Reproductive biomedicine online. 2008;17(3):385-391. https://doi.org/10.1016/s1472-6483(10)60222-2.
  • Meseguer M, Herrero J, Tejera A et al. The use of morphokinetics as a predictor of embryo implantation. Human reproduction. 2011;26(10):2658-2671. https://doi.org/10.1093/humrep/der256.
  • Meseguer M, Rubio I, Cruz M et al. Embryo incubation and selection in a time-lapse monitoring system improves pregnancy outcome compared with a standard incubator: a retrospective cohort study. Fertility and sterility. 2012;98(6):1481-1489. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2012.08.016.
  • Holte J, Berglund L, Milton K et al. Construction of an evidence-based integrated morphology cleavage embryo score for implantation potential of embryos scored and transferred on day 2 after oocyte retrieval. Human Reproduction. 2007;22(2):548-557. https://doi.org/10.1093/humrep/del403.
  • Wong CC, Loewke KE, Bossert NL et al. Non-invasive imaging of human embryos before embryonic genome activation predicts development to the blastocyst stage. Nature biotechnology. 2010;28(10):1115. https://doi.org/10.1038/nbt.1686.
  • Aguilar J, Motato Y, Escribá MJ et al. The human first cell cycle: impact on implantation. Reproductive biomedicine online. 2014;28(4):475-484. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2013.11.014.
  • Basile N, Vime P, Florensa M et al. The use of morphokinetics as a predictor of implantation: a multicentric study to define and validate an algorithm for embryo selection. Human Reproduction. 2015;30(2):276-283. https://doi.org/10.1093/humrep/deu331.
  • Ciray HN, Campbell A, Agerholm IE et al. Proposed guidelines on the nomenclature and annotation of dynamic human embryo monitoring by a time-lapse user group. Human reproduction. 2014;29(12):2650-2660. https://doi.org/10.1093/humrep/deu278.
  • Apter S, Ebner T, Freour T et al. ESHRE Working group on Time-lapse technology et al. Good practice recommendations for the use of time-lapse technology. Human Reproduction Open. 2020;2020(2):hoaa008. https://doi.org/10.1093/hropen/hoaa008.
  • Rubio I, Kuhlmann R, Agerholm I et al. Limited implantation success of direct-cleaved human zygotes: a time-lapse study. Fertility and sterility. 2012;98(6):1458-1463. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2012.07.1135.
  • Conaghan J, Chen AA, Willman SP et al. Improving embryo selection using a computer-automated time-lapse image analysis test plus day 3 morphology: results from a prospective multicenter trial. Fertility and sterility. 2013;100(2):412-419. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2013.04.021.
  • Campbell A, Fishel S, Bowman N et al. Modelling a risk classification of aneuploidy in human embryos using non-invasive morphokinetics. Reproductive biomedicine online. 2013;26(5):477-485. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2013.02.006.
  • Campbell AJ, Fishel SB, Duffy S, Montgomery S. Embryo selection model defined using morphokinetic data from human embryos to predict implantation and live birth. Fertility and Sterility. 2013;100(3):S502. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2013.07.306
  • Desai N, Goldberg JM, Austin C & Falcone T. Are cleavage anomalies, multinucleation, or specific cell cycle kinetics observed with time-lapse imaging predictive of embryo developmental capacity or ploidy? Fertility and sterility. 2018;109(4):665-674. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2017.12.025
  • Reignier A, Lammers J, Barriere P, Freour T. Can time-lapse parameters predict embryo ploidy? A systematic review. Reproductive BioMedicine Online. 2018;36(4):380-387. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2018.01.001.
  • Huang B, Ren X, Zhu L et al. Is differences in embryo morphokinetic development significantly associated with human embryo sex? Biology of reproduction. 2019;100(3):618-623. https://doi.org/10.1093/biolre/ioy229.
  • Rienzi L, Capalbo A, Stoppa M et al. No evidence of association between blastocyst aneuploidy and morphokinetic assessment in a selected population of poor-prognosis patients: a longitudinal cohort study. Reproductive biomedicine online. 2015;30(1):57-66. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2014.09.012.
  • Saraeva NV, Spiridonova NV, Tugushev et al. Optimizacija perenosa odnogo jembriona u pacientok s horoshim ovarial'nym rezervom. Vestnik Rossijskogo gosudarstvennogo medicinskogo universiteta. 2020;2:43. https://doi.org/10.24075/brsmu.2020.021.
  • Pribenszky C, Nilselid AM, Montag M. Time-lapse culture with morphokinetic embryo selection improves pregnancy and live birth chances and reduces early pregnancy loss: a meta-analysis. Reproductive biomedicine online. 2017;35(5):511-520. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2017.06.022.
  • Armstrong S, Bhide P, Jordan V et al. Time‐lapse systems for embryo incubation and assessment in assisted reproduction. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2019;5. https://doi.org/0.1002/14651858.CD011320.
  • Muñoz M, Cruz M, Humaidan P et al. The type of GnRH analogue used during controlled ovarian stimulation influences early embryo developmental kinetics: a time-lapse study. European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology. 2013;168(2):167-172. https://doi.org/ttp://dx.doi.org/10.1016/j.ejogrb.2012.12.038
  • Boynukalin FK, Serdarogullari M, Gultomruk M et al. The impact of endometriosis on early embryo morphokinetics: a case-control study. Systems biology in reproductive medicine. 2019;65(3):250-257. https://doi.org/10.1080/19396368.2019.1573275
  • Aono N, Obata R, Maekawa S et al. The morphokinetic characteristics of embryos derived from pcos patients. Fertility and Sterility. 2016;106(3):e33. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2016.07.107
  • Kotlyar A, Flyckt R, Desai N. Normal versus low AMH in patients with advanced maternal age: IVF outcomes and morphokinetic parameters. Fertility and Sterility. 2016;105(2):e27-e28. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2015.12.082
  • Warshaviak M, Kalma Y, Carmon A et al. The effect of advanced maternal age on embryo morphokinetics. Frontiers in endocrinology. 2019;10:686. https://doi.org/10.3389/fendo.2019.00686.
  • Kahraman S, Cetinkaya CP, Cetinkaya M et al. The effect of follicle size and homogeneity of follicular development on the morphokinetics of human embryos. Journal of assisted reproduction and genetics. 2017;34(7):895-903. https://doi.org/10.1007/s10815-017-0935-1.
  • Reignier A, Lefebvre T, Loubersac S et al. Time-lapse technology improves total cumulative live birth rate and shortens time to live birth as compared to conventional incubation system in couples undergoing ICSI. Journal of Assisted Reproduction and Genetics. 2021:1-7. https://doi.org/10.1007/s10815-021-02099-z
  • Khosravi P, Kazemi E, Zhan Q et al. Deep learning enables robust assessment and selection of human blastocysts after in vitro fertilization. NPJ digital medicine. 2019;2(1):1-9. https://doi.org/10.1038/s41746-019-0096-y.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp