Автореферат (Роль функциональных показателей сперматозоидов отца в программах предимплантационного генетического скрининга эмбрионов)

На правах рукописиКиселева Юлия ЮрьевнаРОЛЬ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СПЕРМАТОЗОИДОВ ОТЦАВ ПРОГРАММАХ ПРЕДИМПЛАНТАЦИОННОГО ГЕНЕТИЧЕСКОГОСКРИНИНГА ЭМБРИОНОВ03.02.07 – генетикаАвторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата биологических наукМосква2017Работа выполнена на кафедре биологии и общей генетики медицинского института ФГАОУ ВО«Российский университет дружбы народов» Министерства образования и науки РФ и в ФГБУ«Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И.

Кулакова»Министерства здравоохранения РФНаучный руководитель: доктор биологических наук, доцент Азова Мадина МухамедовнаОфициальные оппоненты:Брагина Елизавета Ефимовнадоктор биологических наук, старший научный сотрудник НИИ физико-химической биологииим. А.Н. Белозерского ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имениМ.В.Ломоносова»Калугина Алла Станиславовнадоктор медицинских наук, врач высшей категории, профессор кафедры акушерства,гинекологии и неонатологии ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственныймедицинский университет им. акад.

И.П. Павлова»Ведущая организация:Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии генаРоссийской академии наук (ИБГ РАН)Защита диссертации состоится «_____» ____________ 2017 года в ____ часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.203.39 при ФГАОУ ВО «Российский университет дружбынародов» по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.8.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке и на сайте ФГАОУ ВО«Российский университет дружбы народов» (адрес: 117198, г. Москва, ул.

Миклухо-Маклая, д.6; сайт: http://dissovet.rudn.ru)Автореферат размещен на сайте http://vak.ed.gov.ruАвтореферат разослан «_____» __________ 2017 г.Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.203.39кандидат биологических наук, доцентГигани Ольга Борисовна2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность проблемы.

В течение многих лет бесплодие остается актуальной медикосоциальной проблемой. Известно, что с ней в течение репродуктивного периода сталкиваютсяот 8% до 15% супружеских пар (ВОЗ, 2010), то есть в мире насчитывается более 100 млн.супружеских пар, не способных к самостоятельному зачатию ребенка, причем более 40% из нихне могут иметь детей по причине мужского бесплодия. Лишь у 70% мужчин удается установитьпричину бесплодия современными методами диагностики, а остальные 30% случаев приходятсяна так называемое идиопатическое бесплодие [Krausz C., Forti G., 2012].

ПоданнымРоссийского центра акушерства, гинекологии и перинатологии более 4 млн. мужчин в РФстрадают бесплодием. Бесплодие в браке в других странах имеет сравнимые показатели [СухихГ. Т. и др., 2008]. Следует отметить, что только 34% населения нашей странызнаетосуществовании мужского бесплодия, остальные убеждены, что оно бывает только женским[Троицкой И.А. и др., 2001].Благодаря революционному развитию вспомогательных репродуктивных технологий(ВРТ) программа экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) в настоящее время являетсясамым эффективным методом лечения бесплодия. Вместе с тем согласно опубликованным в2013 г.

данным Российской ассоциации репродукции человека (РАРЧ), в 2011 году только36,6% пациенток забеременели после проведения процедуры ЭКО и 25,8% женщин,прошедших процедуру ЭКО, родили ребенка [РАРЧ, 2011].Стремительное развитие ВРТ дало возможность иметь детей при формах бесплодия,которые ранее считались абсолютно бесперспективными для лечения [Кулаков В.И., ЛеоновБ.В., 2005], что, прежде всего, обусловлено достижениями молекулярной генетики иэмбриологии. Распространяются в клинической практике методики ИКСИ (от англ. ICSI — IntraCytoplasmic Sperm Injection: введение сперматозоида в цитоплазму, интрацитоплазматическаяинъекция сперматозоида), криоконсервация и предимплантационная генетическая диагностикаэмбрионов, в частности, предимплантационный генетический скрининг эмбрионов (ПГС) наналичие анеуплоидий или других мутаций еще до переноса эмбриона, т.е. до наступлениябеременности [Harper J.

C., SenGupta S. B., 2011].Важнейшей задачей программы ВРТ является рождение здорового ребенка. Однако,большинство исследований свидетельствует о том, что частота хромосомных нарушенийэмбрионов, полученных методом ВРТ, чрезвычайно высока. Многие ученые полагают, чтоименно наличие у эмбрионов хромосомных аномалий обусловливает низкую эффективностьимплантации и частую потерю беременности, наблюдаемые при реализации ВРТ.

В этой связи3необходимость диагностики возможных генетических нарушений сделала актуальным развитиемолекулярно-генетических методов предимплантационного генетического анализа эмбрионов[Екимова Е. В. и др., 2012].Технология сравнительной геномной гибридизации (СГГ) в последние годы сталаактивно применяться в медицине. За рубежом этот метод широко распространился в рутиннойпрактике лабораторий ВРТ и получил название CGH (comparative genome hybridization).

Рядисследований показал, что эффективность выявления анеуплоидий с помощью методасравнительной геномной гибридизации по сравнению с методом FISH (флуоресцентнаягибридизация in situ) выше на 20-25%. Более того, кроме численных аномалий с помощью СГГвыявляются и другие хромосомные нарушения, не обнаруживаемые при использовании FISH,такие как многие делеции и амплификации участков хромосом.

Показано, что применениеданного метода повышает результативность программы ВРТ [Traversa M.V.et al., 2011].Существуют многочисленные исследования, посвященные сравнению генетическиххарактеристик и морфологии эмбрионов, в которых авторы статей независимо друг от другаприходят к выводу, что значительные хромосомные нарушения в геноме эмбриона зачастую неотражаются на морфологии эмбрионов столь ранних стадий развития, так как большинствогенов, содержащихся в аномальных хромосомах, еще не проявили себя в доимплантационныхэмбрионах [Chow J.F. et al., 2014].Также много исследований посвящено схемам гормональной стимуляции у женщин,участвующих в цикле ВРТ с ПГС.

Их результаты показывают существенное влияние состоянияооцитов на результаты ПГС полученных эмбрионов. Важнейшими факторами являются возрастженщины, вступившей в программу ВРТ, ее гинекологический и соматический анамнез [ZechN.H.et al., 2015]. Принимая во внимание существенный вклад материнского генома вгенетическиехарактеристикибудущегоэмбриона,исследователипредлагаютпередпроведением оплодотворения методом ИКСИ анализировать полярные тельца яйцеклеток ивыбирать только яйцеклетки, несущие «правильный» набор хромосом [Scriven P.N. et al., 2012].Вместе с тем большое количество данных по отцу не учитывается, хотя нельзя забывать, чтогенетический материал полученного эмбриона в равной степени состоит из генов отца иматери, и успех вынашивания и рождения здорового ребенка зависит от функционированияобоих геномов.

Имеются данные о влиянии той или иной патологии сперматозоидов наэффективность зачатия и последующее вынашивание плода [Jungwirth A. et al., 2012].Обращают на себя внимание работы, свидетельствующие о наличии генетической основыразличных патологических состояний сперматозоидов, в частности, таких как азооспермия и4олигоастенотератоспермия(изменениеконцентрации,подвижностииморфологиисперматозоидов) [Брагина Е.Е. и соавт., 2015; Damyanova V. et al., 2012].В мировой практике приобретает популярность и все чаще используется в диагностикемужского бесплодия анализ фрагментации ДНК ядра сперматозоида.

Ряд исследователейпридерживается мнения о значимой роли фрагментации ДНК ядра в ранней потеребеременности как при естественном зачатии, так и после ЭКО [Robinson L. et al., 2012]. Естьданные о замедлении темпов развития ранних эмбрионов у пар с такой патологией [Wdowiak A.et al., 2015]. Также известно об увеличении числа хромосомных аномалий в сперматозоидахпациентов с повышенным уровнем фрагментации ядра [Enciso M. et al., 2013].Совсем недавно начали появляться первые публикации о влиянии геномных нарушенийв сперме на генетический метериал 3-дневных эмбрионов [Kaarouch I.

et al., 2015].Таким образом, исследования, посвященные изучению и сравнительному анализуфункциональных показателей отцовских сперматозоидов и результатов предимплантационногогенетического скрининга эмбрионов, актуальны ипредставляют значительный научный ипрактический интерес.Цель работы. Исследовать влияние функциональных показателей сперматозоидов отцана результаты предимплантационного генетического скрининга эмбрионов, выполненногометодом сравнительной геномной гибридизации на чипах.Задачи исследования1. Оценить концентрацию, подвижность и морфологию сперматозоидов отца в парах,прошедших программу ИКСИ с ПГС эмбрионов.2.

Оценить уровень фрагментации ДНК ядра сперматозоидов методом TUNEL.3. Проанализировать результаты полногеномного скрининга эмбрионов методом СГГ начипах.4. Исследовать возможность наличия ассоциации нарушений кариотипа эмбрионов сфункциональными показателями сперматозоидов отца.Научная новизна работы. Анализ научной литературы показал, что подобныекомплексные исследования, включающие в себя сравнение характеристик сперматозоидов отцас результатами полногеномного скрининга эмбрионов, ранее не проводились. Представленнаяработа весьма актуальна для отечественной науки, так как протоколы лечения бесплодных парв настоящее время дополняются и пересматриваются.Анализ фрагментации ДНК ядра сперматозоидов – относительно новый метод врутинной практике обследования пациентов в программах вспомогательных репродуктивныхтехнологий, в связи с чем влияние данного параметра на генетический материал эмбриона5требует тщательного изучения.

В рамках настоящего исследования установлено, что уровеньфрагментации ДНК выше 15% ассоциирован с делециями и дупликациями в хромосомахэмбрионов, а также сопровождается увеличением вероятности рождения ребенка с синдромомШерешевского-Тернера.Теоретическая и практическая значимость.

Рождение здорового ребенка в семье –важная социальная и экономическая задача государства, поэтому поиск возможностей длярешения данной задачи относится к числу приоритетных направлений науки и медицины.Настоящееисследованиерасширяетимеющиесяпредставленияовлияниифункциональных показателей сперматозоидов отца на генетический материал эмбриона.Результаты, полученные в рамках представленной работы, будут способствоватьоптимизации схемы лабораторного обследования мужчин и выбору дополнительных показанийдля прохождения программ предимплантационного генетического скрининга.Методология и методы диссертационного исследования. Определение концентрации,подвижностииморфологическиххарактеристиксперматозоидовпроводилосьсиспользованием автоматического спермоанализатора ВиодеоТест 2.1 (Россия).