Мультиомный и сравнительный в ходе развития анализ прямого и стандартного способов отогревания витрифицированных человеческих и мышиных эмбрионов на стадии дробления

Вопрос исследования: Сохраняет ли прямое отогревание эмбриональную способность к развитию и молекулярную целостность так же, как стандартное многоэтапное отогревание у витрифицированных человеческих и мышиных эмбрионов на стадии дробления?

Ответ: Прямое отогревание обеспечивало сопоставимые результаты по развитию и молекулярным показателям со стандартным отогреванием как у мышиных, так и у человеческих эмбрионов на стадии дробления.

Что уже известно: При стандартном отогревании эмбрионов используют ступенчатое разведение криопротекторов, чтобы минимизировать токсичность и осмотический шок. Прямые методы отогревания предлагались ранее, но их влияние на последующее развитие и молекулярные показатели оставалось неясным.

Дизайн исследования, объем и длительность: Контролируемое экспериментальное исследование, проведенное в течение 18 месяцев. Всего исследовали 490 витрифицированных мышиных эмбрионов и 15 пожертвованных человеческих эмбрионов, распределенных либо в группу прямого, либо стандартного отогревания. Подгруппа прошла перенос эмбрионов и последующее наблюдение. Параллельно выполняли транскриптомный анализ и анализ метилирования ДНК у мышиных и пожертвованных человеческих эмбрионов.

Участники/материалы, условия, методы: Эмбрионы мыши на стадии дробления (C57BL/6J) витрифицировали и случайным образом распределяли в группу прямого (n = 265) или стандартного (n = 225) отогревания. После отогревания оценивали выживаемость и формирование бластоцисты in vitro. Подгруппа (n = 211) была перенесена для оценки имплантации, живорождения и постнатального развития до 21-го дня. Для молекулярного анализа пул эмбрионов мыши из свежей, стандартной и прямой групп исследовали методом bulk RNA-seq и бисульфитного секвенирования. Десять витрифицированных человеческих эмбрионов (n = 5 в каждой группе) анализировали индивидуально с помощью scRNA-seq и scBS-seq. Все процедуры выполняли в стандартных условиях лаборатории ЭКО с этическим одобрением.

Основные результаты и роль случайности: У мышей прямое отогревание обеспечивало сопоставимые выживаемость (95,8% против 93,8%), частоту образования бластоцист (88,6% против 88,2%), имплантацию (82,5% против 83,0%) и частоту живорождения (69,6% против 71,1%) по сравнению со стандартным отогреванием (для всех P > 0,05). Потомство имело сходные темпы роста, этапы развития и гистологию органов. По данным транскриптома и метилома мышей выявлены минимальные различия и отсутствие значимого обогащения путей. У человеческих эмбрионов отмечалась вариабельность генов, связанных с ионными каналами, но без согласованного нарушения сигнальных путей. Общий уровень метилирования оставался в пределах ожидаемых для данного этапа развития.

Обширные данные: Неприменимо.

Ограничения, причины для осторожности: Хотя модель на мышах позволяет провести валидацию in vivo, видовые различия в размере эмбриона, свойствах мембраны и развитии могут ограничивать переносимость результатов. Поскольку все эмбрионы культивировали в оптимизированных условиях, при экстраполяции на разные клинические ситуации необходима осторожность.

Более широкое значение результатов: Насколько известно авторам, это первое исследование, предоставившее многоуровневые данные в поддержку безопасности и эффективности прямого отогревания как альтернативы стандартным многоэтапным протоколам отогревания эмбрионов. Включение репродуктивных исходов in vivo, постнатального развития и молекулярного профилирования усиливает существующие данные о применимости этого подхода. Отсутствие нарушений на уровне сигнальных путей в наборах данных транскриптома и метилома позволяет предположить, что прямое отогревание не нарушает ключевые программы развития. Эти результаты могут поддержать клиническое использование упрощенных процедур отогревания, особенно при переносе эмбрионов на стадии дробления или в условиях ограниченных ресурсов. Однако для подтверждения долгосрочной безопасности у человека необходимы дальнейшие клинические исследования.

Финансирование исследования/конфликт интересов: Работа поддержана Collaborative Research Fund (CRF-C4007-24E), Early Career Scheme (ECS-26103623) Комитета по университетским грантам (UGC) и Health and Medical Research Fund (HMRF 12230736) правительства Гонконга. Авторы заявили об отсутствии конфликта интересов.

Номер регистрации исследования: Неприменимо.