Прогнозирование успешной имплантации эмбриона при экстракорпоральном оплодотворении, основанное на морфологической и иммуноцитохимической оценке гранулезных клеток фолликулярной жидкости

Цель исследования. Определить прогностическую значимость цитоморфологических характеристик гранулезных клеток (ГК) фолликулярной жидкости (ФЖ) для оценки наступления имплантации эмбриона (ИЭ) при экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО).

Материалы и методы. Исследованы образцы ФЖ, полученной при аспирации ооцит-кумулюсных комплексов для проведения ЭКО в связи с бесплодием. Исследуемые группы (ИГ): ИГ1 — ИЭ не наступила (n = 61), ИГ2 — успешная ИЭ (n = 54). Произведены подсчет количества ГК в препаратах и измерение среднего диаметра ядер. Выполнена оценка экспрессии белков FSHR, ERβ и PR в ГК иммуноцитохимическим (ИЦХ) методом.

Результаты. Установлены статистически значимые различия между ИГ1 и ИГ2 по интенсивности экспрессии белков FSHR (р = 0,001), ERβ (р = 0,031), PR (р = 0,024), количеству ГК в препаратах (р = 0,005) и средним размерам ядер ГК ФЖ (p = 0,0001). При ROC-анализе установлено, что при успешной имплантации средний размер ядер ГК, интенсивность экспрессии FSHR и ERβ характеризуются лучшими диагностическими чувствительностью (86,4, 78,6 и 77,19 % соответственно), специфичностью (77,4, 80,95 и 83,33 % соответственно) и эффективностью (81,9, 79,78 и 80,26 % соответственно). Построена прогностическая модель методом бинарной логистической регрессии. С учетом выбора оптимального порогового значения результативной переменной Y (0,610) достигнуты значения диагностической чувствительности (94,4 %), диагностической специфичности (93,4 %), прогностической значимости (93,9 %).

Заключение. Потенциальные предикторы успешной ИЭ при ЭКО выявлены при изучении морфологических характеристик и гормонорецепторного статуса ГК ФЖ. Разработанная прогностическая модель может быть использована для оценки вероятности наступления ИЭ.

1. Российская Ассоциация Репродукции Человека. Регистр ВРТ. Отчёт за 2022 г. [Электронный ресурс]. Веб-сайт Российской Ассоциации Репродукции Человека. [дата обращения 2025 март 31]. Режим доступа: https://www.rahr.ru/registr_otchet.php

2. Calhaz-Jorge C, De Geyter CH, Kupka MS, Wyns C, Mocanu E, Motrenko T, et al. Survey on ART and IUI: legislation, regulation, funding and registries in European countries: The European IVF-monitoring Consortium (EIM) for the European Society of Human Reproduction and Embryology (ESHRE). Hum Reprod Open. 2020; 2020(1):hoz044. DOI: https://doi.org/10.1093/hropen/hoz044

3. Taylor HS, Pal L, Seli E. Speroff’s clinical gynecologic endocrinology and infertility. Philadelphia: Wolters Kluwer; 2020. 1478 p.

4. Turathum B, Gao EM, Chian RC. The Function of Cumulus Cells in Oocyte Growth and Maturation and in Subsequent Ovulation and Fertilization. Cells. 2021;10(9):2292. DOI: https://doi.org/10.3390/cells10092292

5. Корнеенков А.А., Рязанцев С.В., Вяземская Е.Э. Вычисление и интерпретация показателей информативности диагностических медицинских технологий. Медицинский совет. 2019;(20):45-51. DOI: https://doi.org/10.21518/2079-701X-2019-20-45-51

6. Ковалев А.А., Кузнецов Б.К., Ядченко А.А., Игнатенко В.А. Оценка качества бинарного классификатора в научных исследованиях. Проблемы здоровья и экологии. 2020;(4):105-113. DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2020-17-4-15

7. Gao J, Li X, Li D, Liu Y, Cao W, Chen X, et al. Quantitative immunohistochemistry (IHC) analysis of biomarker combinations for human esophageal squamous cell carcinoma. Ann Transl Med. 2021;9(13):1086. DOI: https://doi.org/10.21037/atm-21-2950

8. Wilson BL, Israel AK, Ettel MG, LottLimbach AA. ROC analysis of p16 expression in cell blocks of metastatic head and neck squamous cell carcinoma. J Am Soc Cytopathol. 2021;10(4):423-428. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jasc.2021.03.004

9. Vajdovich P, Koltai Z, Dékay V, Kungl K, Harnos A. Evaluation of Pgp (MDR1) immunohistochemistry in canine lymphoma - prognostic and clinical aspects. Acta Vet Hung. 2018;66(2):309-328. DOI: https://doi.org/10.1556/004.2018.028

10. Sinn HP, Schneeweiss A, Keller M, Schlombs K, Laible M, Seitz J, et al. Comparison of immunohistochemistry with PCR for assessment of ER, PR, and Ki-67 and prediction of pathological complete response in breast cancer. BMC Cancer. 2017;17(1):124. DOI: https://doi.org/10.1186/s12885-017-3111-1

11. Li Z, Zou X, Xie L, Dong H, Chen Y, Liu Q, et al. Prognostic importance and therapeutic implications of PAK1, a drugable protein kinase, in gastroesophageal junction adenocarcinoma. PLoS One. 2013;8(11):e80665. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0080665

12. Ozer G. Initial β-hCG levels and 2-day-later increase rates effectively predict pregnancy outcomes in single blastocyst transfer in frozen-thawed or fresh cycles: A retrospective cohort study. Medicine (Baltimore). 2023;102(42):e35605. DOI: https://doi.org/10.1097/MD.0000000000035605

13. Song Q, Liu J, Li C, Liu R, Zhang N, Shi H. Prognostic value of miR-223 for pregnancy outcomes in patients with in vitro fertilisation and intracytoplasmic sperm injection. J Obstet Gynaecol. 2024;44(1):2368773. DOI: https://doi.org/10.1080/01443615.2024.2368773

14. Chakravarthi VP, Ratri A, Masumi S, Borosha S, Ghosh S, Christenson LK, et al. Granulosa cell genes that regulate ovarian follicle development beyond the antral stage: The role of estrogen receptor β. Mol Cell Endocrinol. 2021;528:111212. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mce.2021.111212

15. Hirshfield AN. Development of follicles in the mammalian ovary. Int Rev Cytol. 1991;124:43-101. DOI: https://doi.org/10.1016/s0074-7696(08)61524-7

16. Baena V, Terasaki M. Three-dimensional organization of transzonal projections and other cytoplasmic extensions in the mouse ovarian follicle. Sci Rep. 2019;9(1):1262. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-018-37766-2

17. Jiang Y, He Y, Pan X, Wang P, Yuan X, Ma B. Advances in Oocyte Maturation In Vivo and In Vitro in Mammals. Int J Mol Sci. 2023;24(10):9059. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms24109059

18. de Koning R, Blikkendaal MD, de Sousa Lopes SMC, van der Meeren LE, Cheng H, Jansen FW, et al. Histological analysis of (antral) follicle density in ovarian cortex tissue attached to stripped endometriomas. J Assist Reprod Genet. 2024;41(4):1067-1076. DOI: https://doi.org/10.1007/s10815-024-03058-0

19. Srivastava LK, Ehrlicher AJ. Sensing the squeeze: nuclear mechanotransduction in health and disease. Nucleus. 2024;15(1):2374854. DOI: https://doi.org/10.1080/19491034.2024.2374854

20. Webster M, Witkin KL, Cohen-Fix O. Sizing up the nucleus: nuclear shape, size and nuclear-envelope assembly. J Cell Sci. 2009;122(Pt 10):1477-1486. DOI: https://doi.org/10.1242/jcs.037333

21. Efremov AK, Hovan L, Yan J. Nucleus size and its effect on nucleosome stability in living cells. Biophys J. 2022;121(21):4189-4204. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bpj.2022.09.019

22. Zidovska A. The rich inner life of the cell nucleus: dynamic organization, active flows, and emergent rheology. Biophys Rev. 2020;12(5):1093-1106. DOI: https://doi.org/10.1007/s12551-020-00761-x

23. Hertzog M, Erdel F. The Material Properties of the Cell Nucleus: A Matter of Scale. Cells. 2023;12(15):1958. DOI: https://doi.org/10.3390/cells12151958

24. Kalukula Y, Stephens AD, Lammerding J, Gabriele S. Mechanics and functional consequences of nuclear deformations. Nat Rev Mol Cell Biol. 2022;23(9):583-602. DOI: https://doi.org/10.1038/s41580-022-00480-z

25. Kishi H, Kitahara Y, Imai F, Nakao K, Suwa H. Expression of the gonadotropin receptors during follicular development. Reprod Med Biol. 2017;17(1):11-19. DOI: https://doi.org/10.1002/rmb2.12075

26. Oduwole OO, Huhtaniemi IT, Misrahi M. The Roles of Luteinizing Hormone, Follicle-Stimulating Hormone and Testosterone in Spermatogenesis and Folliculogenesis Revisited. Int J Mol Sci. 2021;22(23):12735. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms222312735

27. Tang ZR, Zhang R, Lian ZX, Deng SL, Yu K. Estrogen-Receptor Expression and Function in Female Reproductive Disease. Cells. 2019;8(10):1123. DOI: https://doi.org/10.3390/cells8101123

28. Rumi MAK, Singh P, Roby KF, Zhao X, Iqbal K, Ratri A, et al. Defining the Role of Estrogen Receptor β in the Regulation of Female Fertility. Endocrinology. 2017;158(7):2330-2343. DOI: https://doi.org/10.1210/en.2016-1916

29. Park CJ, Lin PC, Zhou S, Barakat R, Bashir ST, Choi JM, et al. Progesterone Receptor Serves the Ovary as a Trigger of Ovulation and a Terminator of Inflammation. Cell Rep. 2020;31(2):107496. DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.03.060

30. Conforti A, Tüttelmann F, Alviggi C, Behre HM, Fischer R, Hu L, et al. Effect of Genetic Variants of Gonadotropins and Their Receptors on Ovarian Stimulation Outcomes: A Delphi Consensus. Front Endocrinol (Lausanne). 2022;12:797365. DOI: https://doi.org/doi:10.3389/fendo.2021.797365