Когато опитите за настъпване на бременност с помощта на ин-витро процедура са неуспешни, ние често не можем да си обясним причината за това. Тази статия разглежда въпроса за несъстоятелността на имплантацията и ролята на имунната система до достигане на бременност. Какви методи на изследвания могат да помогнат да се установи тази причина за неуспех и какво да правим, ако открием нарушенията? На осмата конференция за ин-витро оплождането през 1995 г. речта на доктор Каролин Кулам (Carolyn B. Coulam) – един от водещите специалисти в областта на репродуктивната имунология беше посветена на този проблем.
Въведение
В продължение на почти 20 години се прилага и развива ин-витро оплождането (IVF) и трансферът на ембриони (ЕТ). Но въпреки технологичния напредък, водещ до увеличаване на честотата на зачеването, честотата на началото на имплантацията след трансфера на ембриони не се е подобрило значително и остава между 10 и 15%. Именно затова имплантирането или неимплантирането отличава успешния цикъл на IVF от неуспешния, а честотата на неуспешните цикли в IVF е 70-80%. Неуспешната имплантация може да е следствие или от аномалии на зародиша, или от аномалии на ендометриума. Според някои оценки честотата на ембрионите с хромозомна аномалия, налични за имплантация, е 30-80%. Ако вероятността от получаване на анормален ембрион в резултат на IVF е 60% и 3 ембриона се прехвърлят в матката, то поне един ембрион да се окаже с нормален набор от хромозоми, е 78%. Но защо тогава процентът на IVF бременност е 30? Значение за това могат да имат аномалиите на ендометриума (лигавицата на матката). Ниската имплантация и бременност след IVF стимулират изследванията, насочени към разбиране на механизмите на имплантация във връзка с възприемчивостта на ендометриума и взаимодействията между ембриона и матката. Следващите раздели от статията разглеждат резултатите от тези проучвания и представят клинични приложения за диагностика и лечение на имплантационни нарушения.
Механизми на имплантацията
Успешната имплантация изисква наличие на рецептивен ендометриум и нормални взаимодействия между рецептивния ендометриум и ембриона. Ендометриумът се състои от жлезист епител, строма и лимфомиелоидни клетки. За да поддържа нормално бременността, ендометриумът трябва да се диференцира в децидуа. Ендометриумът при човека се превръща в децидуа под въздействието на хормони, лимфоидни и трофобластни клетки. Всякакви събития, които могат да повлияят на действието на хормоните, лимфоидните и трофобластните клетки могат да забавят нормалното развитие на децидуатаа. Факторите, които могат да попречат на децицуалната функция, могат да бъдат разделени на анатомични, хормонални и имунни. Към анатомичните дефекти, на които се приписва неблагоприятното влияние на децидуалната функция, се отнасят полипите на ендометриума, субмукозните фиброиди и вътрематочните сраствания.
Вероятно дефектите в мюлерийските канали (аномалии в структурата на матката) не са причина за спонтанен аборт в първия триместър на бременността. Хормоналната недостатъчност, свързана с абортите през първия триместър на бременността, включва в себе си недостиг на прогестерон. През последните години се появиха публикации, в които се разглежда ролята на имунната система при успеха на имплантацията на ембриона.
По време на имплантацията клетките на трофобласта обменят сигнали с клетките на ендометриума и с лимфоидните клетки. Медиатори на тези сигнали са цитокините и протеините по повърхността на клетките. HLA-G, протеин за съвместимост с тъканите, експресиран на повърхността на трофобластните клетки, се разпознава от CD8 + лимфоцити. CD8 + лимфоцитите секретират цитокини, които стимулират растежа и диференциацията на трофобластните клетки. Тъй като клетките на трофобласт се размножават и навлизат в ендометриума, те се диференцират във вътрешния слой на цитотрофобласта и във външния слой на синцитиотрофобласта. Всички фактори, които могат да попречат на диференциацията на цитотрофобластите в синцитиотрофобласти, могат да попречат и на нормалното развитие на бременността. Доказано е, че антифосфолипидните антитела (АФА) забавят диференциацията на цитотрофобласта в синцитиотрофобласт, а присъствието им в серума на жените е свързано с неблагоприятен резултат от бременността.
Трофобластните клетки са резистентни към лизис от цитотоксични Т-лимфоцити и NK-клетки (естествени клетки-убийци), но не са устойчиви на лизис от активирани NK-клетки или LAK-клетки (лимфоцитно активиран убиец). Доказано е, че редица цитокини инхибират активирането на NK клетките и превръщането им в LAK клетки и предотвратяват аборта при мишки. Тези цитокини са интерлевкин-3 (IL3), фактор, който стимулира образуването на колонии от гранулоцити и моноцити (GM-CSF), фактор на растежна трансформация бета 2 (TGF-бета-2) и протеин с молекулно тегло 34 kDa, произведен от CD8 + клетки с рецептори за прогестерон. Производството на тези цитокини е проучено на местно ниво в областта на фетодецидуалната интерфаза, но съществуват доказателства, че има и системна активност на тези фактори. На системно ниво тези фактори могат да бъдат определени под формата на системни ембриотоксини с помощта на тест за ембриотоксичност. Нивото на NK клетките (CD56 + клетки) също може да се определи в кръвта.
Увеличаването на процента на CD56 + клетки в кръвта е свързано с ранно прекъсване на кариотипично нормална бременност. В тази връзка откриването на повишени кръвни концентрации на антифосфолипиди (както и други автоантитела, включително антитироидни и антиядрени антитела), повишен процент на CD56 + клетки и повишено съдържание на ембриотоксини се използва за идентифициране на жени, изложени на риск от имунологични фактори, които допринасят за дефектна имплантация.
Диагностика на непълноценна имплантация
Разбирането на механизма за развитие на дефектна имплантация позволява по-целенасочен подход за идентифициране на рискови фактори за това състояние. Понастоящем определянето на антифосфолипидните антитела в кръвта, процентът на циркулиращите CD56 + клетки и откриването на циркулиращи ембриотоксини се използват за идентифициране на рискови фактори. Проведена е много работа за изясняване на активността на антифосфолипидните антитела. Фосфолипидните молекули изпълняват адхезивна функция при образуването на синцитиотрофобласт.
Имуногенното състояние възниква, когато е изложено на повърхностни фосфолипиди (особено фосфатидилсерин и фосфатидилетаноламин под формата на шестоъгълна фаза II). Антителата към тези фосфолипиди пречат на образуването на синцитиотрофобласт от цитотрофобласт, което води до забавяне на синцитиолизацията на цитотрофобласта. Този механизъм е предложен за обяснение на патогенезата на неуспеха на имплантацията. В момента се изучава ролята на други автоантитела в развитието на дефектна имплантация, включително антинуклеарни и антитироидни антитела.
Доказано е, че моноцитите на децуида, които експресират CD56 +, са свързани с успеха на имплантацията. Дефицит на естествени клетки-убийци с фенотип CD56 + се наблюдава при биопсии от плацентарното легло при жени, застрашени от ранен спонтанен аборт. Проучванията при животни показват стойността на CD56 + клетките за предотвратяване на спонтанен аборт четири дни след началото на имплантацията. В този модел успехът на ембрионалния алотрансплант е свързан с локално потискане на нивото на децидуа от фактори, секретирани от CD56 + клетки. Други проучвания сочат, че системната регулация на антитрофобластните клетки-убийци е важна за успеха на репродуктивния процес. Доказано е, че при жени, страдащи от повтарящ се спонтанен аборт, периферните NK клетки участват в цитотоксични реакции към трофобластните клетки на собствените ембриони на жената.
Доказано е, че циркулиращите концентрации на CD56 + в клетките корелират с успеха на бременността при безплодни жени. Процент циркулиращи CD56 + клетки, по-голям от 12, предсказва отхвърляне на кариотипично нормален ембрион със специфичност 87% и положителна прогнозна стойност от 78%. Въпреки че този тест е силно специфичен, неговата чувствителност сред безплодни жени, подложени на лечение с асистирана репродукция, е доста ниска (54%), което показва, че това проучване не може да открие всички загуби от периимплантация сред тези двойки (например, анормални ембриони).
Редица изследователи са открили ембриотоксични фактори в кръвта на жени с репродуктивна недостатъчност. Доказано е, че тези ембриотоксини принадлежат както към високомолекулни фракции (имуноглобулини), така и към нискомолекулни (цитокини) фракции. Докато в децидуалната тъкан са идентифицирани широк спектър от разтворими медиатори за насърчаване на имплантацията, някои цитокини могат да имат пряк или косвен цитотоксичен ефект върху плода. За идентифициране на такива ембриотоксини е разработен специален тест, използващ миши бластоцисти. Този тест е преминал първите тестове и се нарича тест за ембриотоксичност.
Лечение на непълноценна имплантация
Може да се очаква, че имунотерапията ще помогне за увеличаване на шансовете да има живо дете в случаите, когато имунологичните механизми участват в генезиса на анормалната бременност. Имунотерапията, обаче, не може да помогне в случаите, когато спонтанен аборт е свързан с аномалии на плода. Това показва значението на точното идентифициране на пациентите, които могат да се възползват от имунотерапията. Разбирането на патогенетичните механизми на имплантационните разстройства позволява фокусиран подход към спецификата на лечението. Тестовете, които могат да бъдат използвани за разработване на стратегии за лечение, включват определяне на нивото на антифосфолипидни антитела, циркулиращи CD56 + клетки и циркулиращи ембриотоксини.
В скорошно проучване на Sher и сътрудници се съобщава, че AFA е открит в кръвта на 53% от жените с диагноза органично заболяване на таза, които се очаква да преминат IVF. Предписването на аспирин 80 mg на ден и хепарин 5000 IU 2 пъти на ден значително (p<0,05) подобрява степента на жизнеспособна бременност (49%) в сравнение с нелекуваната група жени с AFA (16%). По този начин жените с AFA, които са получили лечение с IVF, показват увеличение на процента на бременност с 33%.
Сравнихме честотата на положителните AFA тестове при жени с успешни и неуспешни IVF цикли. Честотата на положителен анализ на AFA при жени с неуспешни цикли (26%) е значително (p = 0,007) по-висока, отколкото при жени с успешни цикли (5%).
Последните данни показват, че лечението с интравенозни имуноглобулини (IVIg) помага за поддържане на бременност при жени с повишени кръвни нива на CD56 + клетки. В това проучване 13 жени са получили лечение с IVIg и нито една не е имала спонтанен аборт. Честотата на повишените нива на циркулиращите CD56 + клетки, свързани с резултата от бременността при жени, които са получили и не са получили IVIg. При жени с CD56 + брой клетки над 12%, процентът на благоприятен резултат от бременността е значително по-висок (p = 0,0002) с IVIg.
В кръвта на жени с неуспешни опити за ин-витро се установяват ембриотоксични фактори. Тези ембриотоксични фактори могат да бъдат произведени от активирани лимфоцити след стимулация от трофобласт. Тъй като е показано, че лечението с IVIg регулира функцията на Т- и В-лимфоцитите, използването на този метод на лечение при жени с дефектна имплантация на фона на циркулиращите ембриотоксини е достатъчно оправдано. Лечението на жени с положителен тест за ембриотоксичност чрез интравенозни имуноглобулини води до раждането на живи деца.
В тези проучвания, обаче, няма контролни групи. Въпреки че е разумно използването на имунотерапия, която модулира производството на цитокини, да бъде ефективна при модулиране на производството на цитокини, които проявяват ембриотоксични ефекти, са необходими допълнителни изследвания за изясняване на ефективността на имунотерапията при повтарящи се спонтанни аборти, свързани с циркулиращи ембриотоксини.
След първите съобщения за успешна имунотерапия на постфертилизационна недостатъчност (повтарящ се спонтанен аборт) възниква въпросът за възможността за нейното използване за лечение на пред- и периимплантационна недостатъчност. Изказването по този въпрос е свързано с наблюдението, че възпалителният процес играе важна роля по време на имплантацията. Възпалителните фактори са от съществено значение за успешната бременност. Някои от тях се намират в плазмата на спермата. В проучвания върху животни е установено, че тези фактори потенцират имплантацията. Но някои компоненти на възпалителния отговор могат да бъдат фатални за бременността. Доказано е, че някои заболявания – в резултат на възпалителни реакции – могат да бъдат лекувани успешно с IVIg. Сравнението на степента на бременност с използването на осеменяване и с въздържание в деня на трансфера на гамети при жени, лекувани за безплодие с IVF (53% срещу 23%) и ПОДАРЪК (81% срещу 31%, р по-малко от 0,01) установява благоприятен ефект от осеменяването върху резултата от лечението. Голям брой изследвания върху животни показват, че това не е свързано със сперматозоиди, а с фактор или фактори в плазмата на спермата. Честотата на имплантация на бластоцисти при плъхове на 4-ия ден на псевдопрегнатостта е значително по-висока (91%) след осеменяване на плазмата на спермата, отколкото в контролната група (45%). Други изследвания показват, че честотата на имплантацията при мишки, плъхове и хамстери е значително намалена след хирургично отстраняване на семенните везикули, но не и след отстраняване на простатната жлеза. Допълнителни проучвания при хамстери предполагат, че намаляването на процента на имплантация след отстраняване на семенните везикули е резултат от по-бавното клетъчно делене по време на ембрионалното развитие и смъртта на ембрионите. Отстраняването на семенните везикули не повлиява честотата на зачеването и се наблюдава забавяне на деленето 72 часа след коитуса (имплантацията е проведена 122 часа след коитус). В рандомизирано проучване, използващо контролна група с плацебо, е изследван ефектът на плазмата на спермата върху скоростта на имплантация. В проучването участват 87 жени, лекувани от безплодие. От тези 87 жени, 44 са получили вагинални капсули, съдържащи сперма плазма, а 43 са получавали плацебо на 7-ми, 14-ти и 21-ви ден от менструалния си цикъл. Жените, които са получили семенна плазма, имат по-висока честота на ултразвуково потвърждение на имплантацията в сравнение с жените, които са получавали плацебо (80% срещу 64%). Естеството на фактора или факторите в сперматозоидната плазма, които потенцират имплантацията, все още не е известно. Показано е, че сперматозоидните фактори като полиамини, TGF-алфа и остеопонтин, потенцират имплантация. След като специфични усилватели на имплантацията са изолирани от плазмата на човешката сперма, те могат да бъдат използвани за лечение на безплодие поради неуспех на постфертилизация.
Няколко проучвания показват увеличение на честотата на имплантацията в сравнение с плацебо при жени, лекувани за безплодие с IVF, които получават интравенозни имуноглобулини. За да се отговори на въпроса кои жени са най-подходящи за лечение с имуноглобулини, е проведено проучване, в което участват жени, които не забременеят след прехвърлянето на поне 12 ембриони в маточната кухина.
Беше идентифицирана група жени, които са ефективни производители на ембриони (повече от 50% от оплодените яйца и най-малко 3 ембриона във всеки цикъл на лечение). В тази група бременността е настъпила при 56% от пациентите. В групата на неефективните производители, процентът на бременност е бил само 5%. Степента на имплантиране е 17% в групата на ефективните производители и 0% в групата на неефективните производители (p = 0,007). Процентът на живородените деца на пациент е значително по-висок в групата на ефективните производители (44%), отколкото в групата на неефективните производители (0%) (p = 0,0002). По този начин е възможно повишаването на ефективността на лечението на безплодие при IVF с IVIg най-вероятно при жени, които имат анамнеза за спонтанен аборт на кариотипно нормален ембрион, анамнеза за предклинични аборти, при които повече от 50% от яйцеклетките се оплождат по време на IVF, т.е., при които се образуват най-малко три ембриони във всеки IVF цикъл.
Източник:
Превод от руски на български: Вероника Михайлова
Снимка: <a href=’https://www.freepik.com/photos/flower’>Flower photo created by freepic.diller – www.freepik.com</a>