Využití time-lapse monitoringu v hodnocení vývoje lidských embryí

RNDr. Kateřina Tvrdoňová

Doctoral thesis

The use of "time-lapse"monitoring in the evaluation of the development of human embryos

Abstract:

Úvod Vybrat jen jedno nejlepší embryo k embryotransferu (ET) je jeden z nejdůležitějších kroků celé IVF léčby. V současné době je jednou z nejefektivnějších metod, co se týče selekce embrya s největším implantačním potenciálem, metoda preimplantačního genetického testování (PGT). Je to invazivní metoda, u které je ke genetickému vyšetření třeba odebrat několik buněk trofektodermu (TE) embrya. Výsledky preimplantačního genetického testování mohou rozhodování o nejlepším embryu značně usnadnit. Alternativní cestou k výběru embrya s vysokým implantačním potenciálem je kultivace embryí v time-lapse kultivačním systému, který může nabídnout řadu prediktivních parametrů užitečných při výběru embrya. Neinvazivní time–lapse monitoring lze používat k selekci kvalitních embryí s vysokým implantačním potenciálem za stabilních kultivačních podmínek. Embryo k elektivnímu single embryotransferu (eSET) je pak možné vybrat na základě zjištěných morfokinetických parametrů a morfologických znaků, které dle výsledků této práce predikují vyšší implantační potenciál. Metody Do této retrospektivní kohortové studie bylo zahrnuto celkem 1027 morfologicky kvalitních embryí (552 geneticky normálních a 475 geneticky abnormálních embryí) od 296 pacientek, které se v období od ledna 2016 do června 2021 léčily na Klinice reprodukční medicíny a gynekologie ve Zlíně. Všechna embrya byla kultivována v time-lapse inkubátoru EmbryoScope a v průběhu kultivace byly odečteny jejich morfokinetické parametry a morfokinetické znaky. Na závěr kultivace (pátý nebo šestý den kultivace) byl proveden odběr buněk trofektodermu embryí a následně genetické vyšetření bioptovaných buněk. Všechna bioptovaná embrya byla kryokonzervována (vitrifikace) a v následujícím menstruačním cyklu bylo zavedeno jedno rozmražené geneticky normální embryo pacientce do dělohy. Výsledky Byly nalezeny signifikantní rozdíly u morfokinetických parametrů cc2, t5, tSB a ve výskytu multinukleací ve dvoubuněčném a čtyřbuněčném stadiu embryí mezi skupinou geneticky normálních embryí a geneticky abnormálních embryí. Zároveň byl zjištěn signifikantní rozdíl u morfologických parametrů cc2, t5, tSB a výskytem multinukleací ve dvoubuněčném a čtyřbuněčném stadiu embryí mezi skupinou geneticky normálních embryí, které po kryoembryotransferu vedly ke klinické graviditě a skupinou abnormálních embryí. Porovnáním skupiny geneticky normálních embryí, které po kryoembryotransferu vedly ke vzniku klinické gravidity, a skupiny geneticky normálních embryí, kde byl těhotenský test 14 dní po kryoembryotransferu negativní, byly zjištěny signifikantní rozdíly u parametru tSB a t5. Morfokinetické parametry zjištěné u skupiny geneticky normálních embryí, které vedly po zavedení do dělohy ke vzniku klinické gravidity, byly použity pro stanovení časových intervalů, které by měly predikovat embrya s vysokým implantačním potenciálem. Zároveň byl navržen hierarchický model k selekci embryí s vysokým implantačním potenciálem. Celkem 218 geneticky normálních embryí bylo po rozmrazení pacientkám zavedeno do dělohy – single kryoembryotransfer – u 119 (54,6 %) byla potvrzena klinická gravidita s akcí srdeční u plodu. Naše výsledky ukazují, že dle morfokinetických parametrů (cc2, t5, tSB) a výskytu multinukleací během prvních dvou buněčných dělení lze s vysokou pravděpodobností vybrat pro embryotransfer to nejlepší embryo. Vzhledem k tomu, že preimplantační genetické testování je stále metodou první volby pro stanovení aneuploidií, tak morfokinetické parametry a markery euploidního embrya by mohly být využívány zejména u pacientů, kteří nejsou indikováni k PGT, odmítají invazivní PGT vyšetření nebo kte

Abstract:

ří z jakýchkoli právních, sociálních nebo ekonomických důvodů si nepřejí nebo nemohou nechat provést PGT.

Abstract:

Introduction The selection of the best embryo for embryotransfer (ET) is one of the most important steps in the whole IVF treatment. Currently, one of the most effective methods for selecting the embryo with the greatest implantation potential is the preimplantation genetic testing (PGT). It is an invasive method in which several cells of the embryo's trophectoderm (TE) must be removed for genetic testing. The results of preimplantation genetic testing can greatly facilitate the decision on the best embryo. An alternative way to select an embryo with high implantation potential is to cultivate the embryos in a time-lapse culture system that can offer a number of predictive parameters. Non-invasive time-lapse monitoring can be used to select quality embryos with high implantation potential under stable culture conditions. The embryo for elective single embryotransfer (eSET) can then be selected on the basis of the identified morphokinetic parameters and morphological features, which according to the results of this work predict a higher implantation potential. Methods This retrospective cohort study included a total of 1,027 morphologically high-quality embryos (552 genetically normal and 475 genetically abnormal embryos) from 296 patients who were treated at the Department of Reproductive Medicine and Gynecology in Zlín between January 2016 and June 2021. All embryos were cultured in an EmbryoScope time-lapse incubator, and their morphokinetic parameters and morphokinetic characteristics were read during cultivation. At the end of the cultivation (the fifth or sixth day of cultivation), the cells of the embryo's trophectoderm were collected and subsequently genetically examined the biopsied cells. All biopsied embryos were cryopreserved (vitrification) and one genetically normal embryo was introduced into the patient's uterus in the following menstrual cycle. Results Significant differences were found in the morphological parameters cc2, t5, tSB and the incidence multinucleations of stage 2bb and 4bb embryos between the group of genetically normal embryos and genetically abnormal embryos. At the same time, a significant differences in the morphological parameters cc2, t5, tSB and the occurrence of multinucleations in the two-cell and four-cell embryo stage were found between the group of genetically normal embryos that led to clinical pregnancy after ET and the group of abnormal after cryoembryotransfer. A comparison of the group of genetically normal embryos that led to clinical pregnancy after cryoembryotransfer and the group of genetically normal embryos where the pregnancy test was negative 14 days after frozen embryotransfer showed significant differences in the parameters tSB and t5. The morphokinetic parameters found in the group of genetically normal embryos that led to the clinical pregnancy were used to determine the time intervals that should predict embryos with high implantation potential. At the same time, a hierarchical model for the selection of embryos with high implantation potential was proposed. A total of 218 euploid embryos were introduced into the uterus after thawing - single frozen embryotransfer - 119 (54.6 %) confirmed clinical pregnancy with heart beat in the fetus. Our results show that according to morphokinetic parameters (cc2, t5, tSB) and the occurrence of multinucleations during the first two cell divisions, the best embryo can be selected with high probability for embryotransfer. As preimplantation genetic testing is still the method of choice for the determination of aneuploidies, the morphokinetic parameters and markers of the euploid embryo could be used especially in patients who are not indicated for PGT, refuse invasive PGT examination or who of any for legal, social or economic reasons, they do not wish or cannot have PGT carried out.

Keywords

monitoring time-lapse, parametry morfokinetické, multinukleace, vývoj embryí, preimplantační genetické testování

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 3. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 28. 3. 2023
• Supervisor: doc. RNDr. František Malíř, Ph.D.
• Reader: Martin Beránek, Michal Ješeta

University of Hradec Králové

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biologie / Aplikovaná biologie a ekologie