Mitochondrial DNA copy number level in the culture medium of human embryos as a factor in predicting the onset and prolongation of pregnancy

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Relevance. A key factor influencing the effectiveness of assisted reproductive technology programmes is the quality of the embryo transferred into the uterine cavity. The aim is to investigate the possibility of using quantitative assessment of genomic (gDNA), mitochondrial DNA (mtDNA) levels in spent culture medium (SCM) and mtDNA in the trophectoderm (TE) as a marker of successful implantation and pregnancy lasting more than 12 weeks. Materials and Methods. The study included 195 SCM samples from 93 couples with infertility. Frozen embryo transfer (FET) was performed in 43 patients. The level of gDNA, mtDNA in SCM by real-time PCR and mtDNA in TE by NGS was analysed depending on the chromosomal status of embryos and the outcome of FET. Statistical analyses were performed in Jamovi software. Results and Discussion. Depending on the outcome of transfer, the patients were divided into groups: Group 1 — negative result, n=18; Group 2 — pregnancy continuing for more than 12 weeks, n=25. mtDNA and gDNA in SCM were statistically significantly lower in group 2 compared to group 1 (p=0.007 and p=0.01, respectively). When mtDNA levels in SCM were <95 copies, the odds of pregnancy rate and ongoing pregnancy were increased 3.2-fold (95 % CI=1.1–31.6). Prediction formulas for the probability of ongoing pregnancy after FET were proposed for continuous (sensitivity was 67.0 %, specificity was 91 %, area under the curve (AUC) was 90.0 %) and binary (sensitivity was 75.0 %, specificity was 70 %, AUC was 83.8 %). Thus, the level of gDNA and mtDNA copy number in the embryo culture medium is a significant prognostic factor for the onset and prolongation of pregnancy in ART programmes. Depending on the ploidy of the blastocysts, we analysed the level of mtDNA in TE, gDNA and mtDNA in the SCM of embryos in groups 1.1. (euploid, n=98) and 2.1. (aneuploid, n=97). No differences were detected in the compared groups. Conclusion. Assessment of gDNA and mtDNA levels in SCM may be an additional non-invasive marker for selection of the most promising euploid embryo for transfer into the uterine cavity.

Авторлар туралы

Olga Lisitsyna

Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: o_yazykova@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-7775-3508
SPIN-код: 5211-4258
Moscow, Russian Federation

Nataliya Makarova

Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: o_yazykova@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-1396-7272
SPIN-код: 8498-4890
Moscow, Russian Federation

Aleksey Krasnyi

Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: o_yazykova@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0001-7883-2702
SPIN-код: 3949-3450
Moscow, Russian Federation

Alexey Ekimov

Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: o_yazykova@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0001-5029-0462
SPIN-код: 7491-7303
Moscow, Russian Federation

Andrey Romanov

Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: o_yazykova@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-1821-8684
SPIN-код: 6068-4561
Moscow, Russian Federation

Nataliya Dolgushina

Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: o_yazykova@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-1116-138X
SPIN-код: 1725-9876
Moscow, Russian Federation

Әдебиет тізімі

  1. Kravtsova EI, Kolesnikova NV, Lukoshkina IN, Uryupina KV, Avakimyan VA. Immunological and immunohistochemical features of endometrial implantation factor in healthy patients of late reproductive age. RUDN Journal of Medicine. 2023;27(1):46-56. (In Russian). doi: 10.22363/2313-0245-2023-27-1-46-56
  2. Semyatov SM, Leffad LM. Рrediction of infertility in patients with uterine leiomyoma. RUDN Journal of Medicine. 2022;26(4):396-403. doi: 10.22363/2313-0245-2022-26-4-396-403
  3. Lledo B, Ortiz JA, Morales R, García-­Hernández E, Ten J, Bernabeu A, Llácer J, Bernabeu R. Comprehensive mitochondrial DNA analysis and IVF outcome. Hum Reprod Open. 2018;4: hoy023. doi: 10.1093/hropen/hoy023
  4. Makarova NP, Lisitsyna OI, Nepsha OS, Krasnyi AM, Sadekova AA, Nezlina AL, Dolgushina NV, Zingerenko BV, Kalinina EA. Mitochondrial DNA expression profile in embryo culture medium in assisted reproductive technology. Obstetrics and Gynecology. 2022;3:89-96. (In Russian). doi: 10.18565/aig.2022.3.89-96
  5. Nepsha OS, Kulakova EV, Ekimov AN, Drapkina YuS, Makarova NP, Kraevaya EE, Kalinina EA. Value of embryonic mitochondrial DNA in predicting the effectiveness of assisted reproductive technologies. Obstetrics and Gynecology. 2021;11:125-134. (In Russian). doi: 10.18565/aig.2021.11.125-134
  6. Arányi T, Váradi A, Simon I, Tusnády GE. The BiSearch web server. BMC Bioinformatics. 2006;7:431. doi: 10.1186/1471-2105-7-431
  7. Stigliani S, Persico L, Lagazio C, Anserini P, Venturini P, Scaruffi P. Mitochondrial DNA in Day 3 embryo culture medium is a novel, non-invasive biomarker of blastocyst potential and implantation outcome. Mol. Hum. Reprod. 2014;20(12):1238-46. doi: 10.1093/MOLEHR/GAU086
  8. Sayed GA, Al-­Sawaf HA, Al-­Sawaf AH, Saeid M, Maged A, Ibrahim IH. Mitochondrial DNA in Fresh versus Frozen Embryo Culture Media of Polycystic Ovarian Syndrome Patients Undergoing Invitro Fertilization: A Possible Predictive Marker of a Successful Pregnancy. Pharmgenomics Pers Med. 2021;14:27-38. doi: 10.2147/PGPM.S284064
  9. Zhang X, Sun Y, Dong X, Zhou J, Sun F, Han T. Mitochondrial DNA and genomic DNA ratio in embryo culture medium is not a reliable predictor for in vitro fertilization outcome. Sci Rep. 2019;9:5378. doi: 10.1038/S41598-019-41801-1
  10. Treff NR, Zhan Y, Tao X, Olcha M, Han M, Rajchel J, Morrison L, Morin SJ, Scott RTJr. Levels of trophectoderm mitochondrial DNA do not predict the reproductive potential of sibling embryos. Hum Reprod. 2017;32(4):954-62. doi: 10.1093/humrep/dex034
  11. Victor AR, Brake AJ, Tyndall JC, Griffin DK, Zouves CG, Barnes FL, Viotti M. Accurate quantitation of mitochondrial DNA reveals uniform levels in human blastocysts irrespective of ploidy, age, or implantation potential. Fertil Steril. 2017;107(1):34-42.e3. doi: 10.1016/j.fertnstert.2016.09.028
  12. Klimczak AM, Pacheco LE, Lewis KE, Massahi N, Richards JP, Kearns WG, Saad AF, Crochet JR. Embryonal mitochondrial DNA: relationship to embryo quality and transfer outcomes. J. Assist. Reprod. Genet. 2018;35(5):871-7. doi: 10.1007/s10815-018-1147-z
  13. Fragouli E, Spath K, Alfarawati S, Kaper F, Craig A, Michel CE, Kokocinski F, Cohen J, Munne S, Wells D. Altered levels of mitochondrial DNA are associated with female age, aneuploidy, and provide an independent measure of embryonic implantation potential. PLoS Genet. 2015;11(6): e1005241. doi: 10.1371/journal.pgen.1005241
  14. Fragouli E, McCaffrey C, Ravichandran K, Spath K, Grifo JA, Munné S, Wells D. Clinical implications of mitochondrial DNA quantification on pregnancy outcomes: a blinded prospective non-selection study. Hum Reprod. 2017;32(11):2340-7. doi: 10.1093/humrep/dez014
  15. Diez-­Juan A, Rubio C, Marin C, Martinez S, Al-­Asmar N, Riboldi M, Díaz-­Gimeno P, Valbuena D, Simón C. Mitochondrial DNA content as a viability score in human euploid embryos: less is better. Fertil. Steril. 2015;104(3):534-41.e1. doi: 10.1016/j.fertnstert.2015.05.022
  16. Korolkova AI, Mishieva NG, Martazanova BA, Bourmenskaya OV, Ekimov AN, Trofimov Dyu, Veyukova M.A., Kirillova A.O., Abubakirov A.N. Increasing the effectiveness of IVF programs by determining mitochondrial DNA copy number in embryonic trophectoderm. Obstetrics and Gynecology. 2019;(3):98-104. (In Russian). doi: 10.18565/aig.2019.3.98-104
  17. Zhang J, Xia H, Chen H, Yao C, Feng L, Song X, Bai X. Less-invasive chromosome screening of embryos and embryo assessment by genetic studies of DNA in embryo culture medium. J. Assist. Reprod. Genet. 2019;36(12):2505-13. doi: 10.1007/S10815-019-01603-W
  18. Lee YX, Chen CH, Lin SY, Lin YH, Tzeng CR. Adjusted mitochondrial DNA quantification in human embryos may not be applicable as a biomarker of implantation potential. J Assist Reprod Genet. 2019;36(9):1855-65. doi: 10.1007/s10815-019-01542-6
  19. Lisitsyna OI, Dolgushina NV, Makarova NP, Burmenskaya OV. Mitochondrial DNA as a quality marker of gametes and embryos in assisted reproductive technologies programs. Obstetrics and Gynecology. 2023;(7):20-26. (In Russian). doi: 10.18565/aig.2023.94
  20. Durairajanayagam D, Singh D, Agarwal A, Henkel R. Causes and consequences of sperm mitochondrial dysfunction. Andrologia. 2021;53(1): e13666. doi: 10.1111/and.13666
  21. Desquiret-­Dumas V, Clément A, Seegers V, Boucret L, Ferré-­L’Hotellier V, Bouet PE, Descamps P, Procaccio V, Reynier P, May-­Panloup P. The mitochondrial DNA content of cumulus granulosa cells is linked to embryo quality. Hum Reprod. 2017;32(3):607-14. doi: 10.1093/humrep/dew341.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».