Отдел репродуктологии

Наука

Отдел репродуктологии, как научное подразделение  был организован на основании приказа директора института №31-О от 23.08.2019. В его составе  была организована лаборатория раннего эмбриогенеза (зав. лабораторией к.м.н. Е.М. Комарова). В 2023 в Министерстве Юстиции РФ было зарегистрировано Научное медицинское общество по развитию изучения эмбриологии человека. Под эгидой общества стартовала   I Научно-практическая конференция по эмбриологии человека, которая объединила около 200 эмбриолоов со всей нашей страны, вызвала позитивный общественный резонанс и будет проводиться ежегодно.

Лаборатория раннего эмбриогенеза

Работа лаборатории раннего эмбриогенеза сосредоточена как на изучении фундаментальных основ проэмбрионального и эмбрионального развития человека, так и на поиске новых диагностических инструментов для оценки качества половых клеток и эмбрионов с целью их направленной селекции.

Накопленный за последние несколько десятилетий клинический опыт позволяет констатировать, что стандартный спермиологический анализ недостаточен для оценки мужской фертильности. В связи с этим в лаборатории разрабатывается и применяется ряд методов, в том числе оригинальных, для оценки качества мужских гамет. Проводится анализ целостности генетического аппарата сперматозоида, а также изучаются возможные причины, вызывающие его нарушение, в том числе состояние про- и антиоксидантной системы эякулята, а также инфекционных агентов, таких как SARS-CoV-2. Оценивается способность сперматозоидов с фрагментированной ДНК связываться с блестящей оболочкой ооцита и принимать участие в оплодотворении. Другим направлением исследования является изучение эпигенома мужских гамет, то есть специфических надмолекулярных изменений ДНК и молекул РНК, определяющих характер работы генома.

В лаборатории изучаются процессы цитоплазматического и ядерного созревания ооцитов in vitro с использованием микроскопии в поляризованном свете, которая позволяет визуализировать ультрамикроскопические двулучепреломляющие структуры, а именно мейотическое веретено деления и блестящую оболочку (зона пеллюцида, ZP) ооцита, которые, по мнению исследовательского коллектива, являются перспективными маркерами компетентности ооцита, отражающими его потенциал к оплодотворению и последующему эмбриональному развитию.

В лаборатории разрабатываются оригинальные методы селекции эмбрионов: проводится анализ взаимосвязи длин теломер с наличием геномных и хромосомных аномалий в кариотипе у доимплантационных эмбрионов на стадии бластоцисты. Методы доимплантационного генетического тестирования (ПГТ) направлены на выявление эуплоидных эмбрионов, перенос в полость матки которых позволяет значительно повысить эффективность программ ЭКО. Основными методами ПГТ являются флуоресцентная гибридизация in situ (FISH), метод секвенирования нового поколения NGS (Next Generation Sequencing) и метод сравнительной геномной гибридизации на микрочипах aCGH (array Comparative Genomic Hybridization), каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Закономерным является вопрос о высокой частоте мозаицизма эмбрионов, выявленной методами aCGH и NGS. В связи с этим в лаборатории проводится верификация во внутренней клеточной массе на стадии бластоцисты методом FISH хромосомных и геномных изменений, выявленных в рамках доимплантационной генетической диагностики методами NGS и aC H в клетках трофэктодермы тех же анеуплоидных эмбрионов. В то же время в лаборатории проводится анализ внеклеточной эмбриональной ДНК в культуральной среде после культивирования эмбриона для разработки перспективных неинвазивных методов ПГТ.

Основные направления исследований

1. Выделение персонифицированных методов лечения определенных когорт пациентов в циклах ВРТ.
2. Изучение молекулярных механизмов регуляции гаметогенеза и эмбриогенеза в условиях стимуляции овуляции в циклах ВРТ.
3. Изучение физиологии имплантации и патогенеза прерывания беременности.
4. Изучение рецептивности эндометрия в циклах ВРТ, подготовка эндометрия к переносу эмбрионов.
5. Создание высокоэффективных молекулярных и клеточных технологий прогнозирования и преодоления бесплодия и репродуктивных потерь у человека.

Наиболее значимые результаты для науки и практики

На протяжении всего периода работы научные сотрудники отделения ВРТ провели многочисленные инновационные исследования, результаты которых регулярно представляются на международных и всероссийских научных конференциях и конгрессах, на основе которых сформированы практические рекомендации, применяющиеся в повседневной клинической практике отделения.

Одним из важнейших направлений исследований является оптимизация программ ВРТ у пациентов с прогнозируемым субоптимальным и сниженным ответом на стимуляцию овуляции:

• По итогам работы на основе математической модели создана предиктивная шкала определения результативности программ ЭКО у пациенток с прогнозируемым субоптимальным ответом;
• Показано, что подкожное применение рГ-КСФ повышает эффективность гонадотропной стимуляции и клиническую эффективность протоколов ЭКО у женщин с прогнозируемым субоптимальным ответом;
• Проведена оценка уровня овариальной ароматазы в фолликулярной жидкости и в сыворотке крови как предиктивного фактора эффективности программ ЭКО у женщин со сниженным овариальным резервом, исследовано применение андрогенов и ингибитора ароматазы - летрозола у пациентов со «слабым» ответом на стимуляцию. Показано, что оптимальным методом подготовки к программам ВРТ при низком овариальном резерве является назначение препаратов тестостерона пациенткам с нормальной активностью овариальной ароматазы.

Исследования по оценке эффективности программ ЭКО при наружном генитальном эндометриозе в зависимости от проведенного хирургического и гормонального лечения показали эффективность назначения диеногеста для повышения частоты наступления беременности и родов.

Проведена оценка влияния избытка массы тела и ожирения на эффективность программ ВРТ. Разработан метод определения свободных жирных кислот в фолликулярной жидкости пациенток с ожирением. Выполнена оценка роли адипокинов фолликулярной жидкости в определении компетенции ооцитов при стимуляции овуляции в программах ЭКО, разработаны подходы к прогнозированию исходов программ ВРТ на основании оценки соотношения фракций адипокинов в фолликулярной жидкости как при ожирении, так и при нормальной массе тела. Установлено прогностическое значение показателей содержания лептина и  эстрадиола в  крови, количества антральных фолликулов и  инсулинорезистентности в  отношении достижения овуляции после снижения массы тела у пациенток с ановуляцией, вызванной избытком массы тела и  алиментарным ожирением.

Проведено исследование влияния репродуктивно значимых аутоантител на эффективность лечения бесплодия методами ЭКО (ЭКО/ИКСИ). Показано, что наличие аутоантител сопряжено со снижением эффективности программ ЭКО. Совместно с СПбГУ проведено экспериментальное исследование в рамках гранта Правительства РФ в ходе которого изучено влияние циркулирующих аутоантител к тиропероксидазе  (ТПО) на развитие плодов мышей в эксперименте. Было установлено, что введение экспериментальным животным специфических иммуноглобулинов к ТПО приводит к значительному повышению частоты развития прерывания беременности у мышей, а также к повышению частоты рождения маловесных плодов соответственно сроку беременности.

Значительный объем научных исследований посвящен проблемам оценки и восстановления рецептивности эндометрия, созданию высокоэффективных молекулярных и клеточных технологий преодоления бесплодия и репродуктивных потерь у человека.

Впервые представлена многофакторная оценка рецептивности эндометрия в цикле стимуляции суперовуляции с использованием допплерометрических показателей кровотока в сосудах матки, уровня экспрессии цитокинов и факторов роста в цервикальной слизи и тканевых структурах эндометрия. Предложены неинвазивные методы оценки маркеров, определяющих рецептивность эндометрия в циклах ЭКО. По разработанной методике получен патент РФ на изобретение (№ 2562559). Разработаны подходы к оптимизации лечения хронического эндометрита у пациенток с неэффективными попытками программ ЭКО в анамнезе на основе оценки роли микробиоты эндометрия в генезе хронического воспаления и ассоциированного с ним бесплодия. Изучено влияние факторов роста и особенностей микробиома на рецептивность эндометрия. Обосновано с точки зрения повышения эффетивности лечения бесплодия применение в преконцепционном периоде у пациенток с хроническим эндометритом и неэффективными протоколами ЭКО в анамнезе антибактериальной терапии, в том числе сочетанной с иммуноглобулинами для внутривенной инфузии.

В ходе выполнения НИР по гранту Минобрнауки РФ разработана экспериментальная модель хронического эндометрита. Установлена возможность восстановления нормального морфологического строения эндометрия после его повреждения при использовании клеточной терапии в эксперименте. Получен патент РФ на изобретение (№ 2533739). Разработан Протокол использования аутологичных стволовых клеток костного мозга для стимуляции регенеративных процессов эндометрия.

С целью повышения рецептивности эндометрия обоснован режим подкожного введения рекомбинантного препарата GCSF в циклах ЭКО у пациенток с повторными неудачами имплантации. Проведено исследование клинической эффективности и безопасности комбинированного режима введения применения Г-КСФ в качестве адъювантной терапии в  модифицированном естественном цикле переноса размороженных эмбрионов – показано повышение частоты наступления клинической беременности. Продолжается оценка эффективности терапии при синдроме «тонкого эндометрия» сочетанного применения препаратов аутологичных мезенхимальных стволовых клеток с Г-КСФ. Проведено исследование оценки безопасности использования графена в качестве носителя для проведения клеточной терапии с использованием мезенхимальных стволовых клеток, доказана инертность материала в биологических объектах и возможность его применения как в эксперименте, так и в клинической практике.

Выполнено сопоставление изменений длин теломер с динамикой метилирования и гидроксиметилирования ДНК доимплантационных эмбрионов человека, показано, что длина теломер претерпевает динамические изменения в ходе доимплантационного развития.

Продолжается исследование митохондриальной активности клеток кумулюса, являющихся одним из основных регуляторов, обеспечивающим функциональную компетентность ооцитов человека. Показано, что одним из проявлений влияния митохондриальной дисфункции на здоровье человека является сниженная компетентность ооцита при нарушениях в митохондриях клеток кумулюса. Полученные данные позволяют охарактеризовать митохондриальную сеть ооцитов как в нормальном, так и в патологическом состоянии не только с морфологической стороны, но и функционально, в том числе и уровень оксидативного стресса.

Одним из важных направлений научно-исследовательской работы является оценка фнукциональной характеристики сперматозоидов.

Предложен диагностический тест для внедрения в клиническую практику – TUNEL (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP Nick End Labeling), позволяющий оценить долю сперматозоидов с фрагментированной ДНК в эякуляте пациентов, в том числе при нормальной и вакуолизированной формах головки сперматозоидов. Данный метод оценки повреждения ДНК сперматозоидов является одним из наиболее эффективных и прогностически значимых: позволяет выявить возможную причину снижения эффективности оплодотворения, нарушения развития эмбрионов, а также прерывания беременности.

Проводилось комплексное изучение цитогенетических, молекулярно-генетических и морфофункциональных особенностей сперматозоидов и их влияние на способность к оплодотворению и доимплантационное развитие эмбрионов. Показано, что сперматозоиды с фрагментированной ДНК могут эффективно связываться с блестящей оболочкой ооцита и участвовать в оплодотворении и дальнейшем эмбриональном развитии. Полученные в ходе исследования данные о способности сперматозоидов с фрагментированной ДНК связываться с блестящей оболочкой ооцита свидетельствуют о необходимости разработки новых методов, позволяющих более обосновано подходить к выбору гамет для оплодотворения. Комплексное изучение влияния морфофункциональных и генетических и характеристик сперматозоидов на ключевые этапы оплодотворения и раннее эмбриональное развитие позволит усовершенствовать алгоритм обследования бесплодных пар, разработать прогностические критерии эффективности циклов вспомогательных репродуктивных технологий, а также выбрать оптимальные пути преодоления бесплодия.

Разработана математическая модель, достоверно прогнозирующая вероятность наступления клинической беременности в протоколах ВРТ с использованием уровней адипокинов (лептина, адипонектина, грелина) в крови и в фолликулряной жидкости.

Изучена роль микробиоты полости матки у пациенток с привычным невынашиванием беременности и повторными неудачами имплантации в программах ВРТ как причина хронического эндометрита. Сформирован портрет микробиома и вирома полости матки у пациенток с маточным фактором беплодия. Разработан алгоритм лечения хронического эндометрита в зависимости от микробиома и вирома полости матки.

Перспективы научных исследований

• Изучение влияния оксидативного стресса на показатели сперматогенеза и фрагментацию ДНК сперматозоидов.
• Исследование регулирующих микро РНК в фолликулярной жидкости и степень их влияния на компетентность ооцитов.
• Изучение патогенетических механизмов проэмбрионального репрограммирования генома с определением новых биомаркеров качества гамет человека.
• Создание банка донорских гамет и эмбрионов с изучением морфокинетических характеристик эмбрионов до стадии бластоцист с выделением на этой основе физиологических  референсных показателей.
• Исследование возможностей модифицированных протоколов IVM у различных групп пациентов.
• Формирование больших баз данных проведенных циклов ВРТ на многоцентровой основе для выделения прогностических признаков успеха проводимых программ ВРТ с использованием технологии искусственного интеллекта.
• Регенеративная клеточная терапия пациенток с фиброзно-склеротической деформацией эндометрия.
• Изучение взаимосвязи микробиома и вирома полости матки с формированием маточного фактора бесплодия.

Основные научные работы

1. Pendina А.М., Krapivin M.I., Sagurova Y.M. [et al.] Telomere Length in Human Spermatogenic Cells as a New Potential Predictor of Clinical Outcomes in ART Treatment with Intracytoplasmic Injection of Testicular Spermatozoa. International Journal of Molecular Sciences. – 2023. – Vol. 24, No. 13. – P. 10427.
2. Savicheva А.M., Krysanova А., Budilovskaya О. [et al.] Vaginal Microbiota Molecular Profiling in Women with Bacterial Vaginosis: A Novel Diagnostic Tool. International Journal of Molecular Sciences. – 2023. – Vol. 24, No. 21. – P. 15880.
3. Safaryan G.Kh., Niauri D.A., Kogan I.Yu. [et al.] Impact of Antithyroperoxidase Antibodies (Anti-TPO) on Ovarian Reserve and Early Embryo Development in Assisted Reproductive Technology Cycles. International Journal of Molecular Sciences. – 2023. – Vol. 24, No. 5. – P. 4705.
4. Shcherbitskaya A.D., Komarova E.M., Milyutina Y.P. [et al.] Age-Related COVID-19 Influence on Male Fertility. International Journal of Molecular Sciences. – 2023. – Vol. 24, No. 21. – P. 15742.
5. Shcherbitskaya A.D., Komarova E.M., Milyutina Y.P. [et al.] Oxidative Stress Markers and Sperm DNA Fragmentation in Men Recovered from COVID-19 /  // International Journal of Molecular Sciences. – 2022. – Vol. 23, No. 17. – P. 10060.
6. Tapilskaya N.I., Savicheva A.M., Shalepo K.V. [et al.]. Local Immune Biomarker Expression Depending on the Uterine Microbiota in Patients with Idiopathic Infertility. International Journal of Molecular Sciences. – 2023. – Vol. 24, No. 8. – P. 7572.
7. Объедкова К.В., Рыжов Ю.Р., Лесик Е.А., Комарова Е.М., Гзгзян А.М., Тапильская Н.И.. Прогностическое значение маркеров митохондриальной дисфункции клеток кумулюса в получении эмбрионов оптимального качества в протоколах вспомогательных репродуктивных технологий. Проблемы репродукции. 2023;6.
8. Тапильская Н.И., Объедкова К.В., Товпеко Д.В., Комарова Е.М., Крихели И.О., Рыжов Ю.Р., Гзгзян А.М.. Эффективность топического применения модифицированной лекарственной формы Г-КСФ в комплексной терапии синдрома Ашермана. Вестник Российской военно-медицинской академии.2023;25(3).

Патенты

1. Патент № 2809667 C1 Российская Федерация, МПК A61M 37/00, A61K 35/28, A61P 15/00. Способ лечения пациенток с бесплодием, вызванным фиброзно-склеротической или гипопластической трансформацией эндометрия при повторных неудачах имплантации в циклах ВРТ в анамнезе : № 2022130636 : заявл. 24.11.2022 : опубл. 14.12.2023 / Н. И. Тапильская, Л. Х. Джемлиханова, Д. А. Ниаури [и др.] ; заявитель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии имени Д.О. Отта". – EDN NJJMQK.
2. Способ моделирования хронических воспалительных заболеваний женских половых органов в эксперименте №2533739 от 23.09.2014 г. Айламазян Э.К., Ниаури Д.А., Гзгзян А.М., Джемлиханова Л.Х., Радькова Ю.А., Савельев А.Н., Усольцева Е.О.
3. Способ прогнозирования рецептивности эндометрия в циклах экстракорпорального оплодотворения № 2562559 от 10.09.2015 г. Айламазян Э.К., Ниаури Д.А., Джемлиханова Л.Х., Коган И.Ю., Гзгзян А.М., Шарфи Ю.Н.
4. Способ повышения эффективности вспомогательных репродуктивных технологий у пациенток с повторными неэффективными повытками имплантации. №2669726 от 10.01.2018 г. Обидняк Д.М., Гзгзян А.М., Ниаури Д.А., Феоктистов А.А.
5. Способ оценки качества эякулята по содержанию сперматозоиодов с гидроксиметилированной ДНК №2673472 от 30.11.2021 г. Пендина А.А., Ефимова О.А., Парфеньев С.Е., Мекина И.Д., Комарова Е.М., Тихонов А.В., Мазилина М.А., Коган И.Ю., Гзгзян А.М., Крапивин М.И., Петровская-Каминская А.В., Чиряева О.Г., Баранов В.С.
6. Способ моделирования иммунопатологической плацентарной недостаточности Бородина Е.С., Бланк М., Чурилов Л.П., Остринский Ю., Джемлиханова Л.Х., Толибова Г.Х., Траль Т.Г., Ниаури Д.А., Коган И.Ю., Гзгзян А.М., Шенфельд И.Ю. Патент на изобретение РФ № 2021120134/14 (042261) от 08.07.2021.
7. Нейроэксперт-ЭКО Датасет. Портнов И.Г., Лисовская Т.В., Резайкин А.В., Гзгзян А.М., Коган И.Ю., Маясина Е.Н., Салимов Д.Ф., Иванов А.В., Лисовский С.М. Свидетельство о регистрации базы данных 2021621398, 25.06.2021. Заявка № 2021621260 от 15.06.2021.
8. Способ прогнозирования развития субоптимального ответа на контролируемую овариальную стимуляцию в программах ЭКО/ИКСИ.  Нгуен К Т, Махмадалиева М.Р., Объедкова К.В., Джемлиханова Л.Х., Ниаури Д.А., Гзгзян А.М., Коган И.Ю. № 2021132474 (2774145) от 08.11.2021г.

Гранты

• Минобрнауки ГК № 16.512.11.2190 от 14.03.2011. «Разработка модели заболеваний эндометрия и коррекция заболеваний с помощью клеточного продукта на базе стволовых эндометриальных клеток».
• Грант РНФ 22-25-20181(совместно с Санкт-Петербургским научным фондом) 2022-2023 гг.рук. Комарова Е.М. «Влияние коронавирусной инфекции COVID-19 на репродуктивное здоровье мужчин».