La riproduzione umana è un processo inefficiente. Naturalmente, solo un terzo dei nostri concepimenti iniziali si impianta nell’utero e il 15% di questi si perde nel primo trimestre di gravidanza. Una parte significativa della nostra inefficienza può essere attribuita all’aneuploidia embrionale, cioè l’embrione ha un numero anormale di cromosomi. La maggior parte di noi ha 46 cromosomi. La maggior parte dei nostri embrioni no. Gli embrioni finiscono per avere un numero anormale di cromosomi perché l’uovo ha cromosomi anormali, o lo sperma ha cromosomi anormali o durante la prima divisione cellulare dopo la fecondazione, i cromosomi sono separati in modo inappropriato.
Nonostante i nostri approcci di cura sempre migliori, i problemi embrionali creano ancora inefficienza in tutti i nostri trattamenti. Negli ultimi due decenni, sono stati sviluppati vari approcci per cercare di affrontare questo problema. Tutti questi approcci hanno utilizzato la fecondazione in vitro con gli embrioni da testare. Il test che usiamo attualmente si chiama Diagnosi Genetica Pre-impianto con Screening Cromosomico Completo (PGD/CCS). Un altro nome per questo è PGS, Pre-implantation Genetic Screening. Per molti pazienti, il test ci permette di affrontare accuratamente il problema degli embrioni che hanno un numero anormale di cromosomi. Tuttavia, circa 1/3 degli embrioni cromosomicamente normali (euploidi) che vengono trasferiti nell’utero non riescono ad impiantarsi nel rivestimento. Com’è possibile?
Oggi esploreremo perché gli embrioni cromosomicamente normali possono non impiantarsi e come cerchiamo di affrontare i problemi quando possiamo. Il fallimento di una gravidanza con embrioni euploidi può essere generalmente raggruppato in tre aree principali: embrionale, uterina e sistemica.
EMBRIONICO
Lo sviluppo di un embrione iniziale è una serie complessa e altamente sincronizzata di eventi per prepararlo ad attaccarsi e invadere il rivestimento dell’utero. Il processo inizia alla fecondazione con una singola cellula chiamata zigote, che si sviluppa in 5 giorni in una palla cava di 100-120 cellule, chiamata blastocisti. È una blastocisti che si attaccherà e si impianterà nel rivestimento dell’utero. I nostri 46 cromosomi contengono circa 25.000 geni che devono funzionare correttamente perché l’embrione si sviluppi con successo. Penso che sia come una sinfonia di geni che si accendono e si spengono in momenti specifici. Se la tempistica di questo non è corretta, proprio come un’orchestra, le cose andranno male. Pensiamo che il malfunzionamento dei geni sia una causa molto comune di embrioni “buoni” che non si impiantano, ma non abbiamo modo di verificarlo clinicamente. Gli studi della scienza di base suggeriscono che la funzione energetica (metabolismo) dell’embrione è anche una probabile causa di fallimento, ma anche questo non può essere misurato praticamente nel laboratorio clinico.
Gli studi della scienza di base e la nostra esperienza clinica suggeriscono che lo sviluppo embrionale precoce può essere alterato dal nostro ambiente clinico e di laboratorio. È chiaro che il tipo di stimolazione follicolare in un ciclo di FIVET avrà un impatto sull’ovocita e sull’embrione. Per esempio, una stimolazione eccessiva in donne che possono rispondere normalmente ai farmaci è dannosa per l’embrione, così che anche gli embrioni “normali” non sono metabolicamente sani. L’uso corretto di farmaci di supporto (LH o HCG a basso dosaggio, ormone della crescita, androgeni) può essere benefico per lo sviluppo del follicolo in crescita e dell’ovulo per alcuni individui. Tuttavia, l’uso scorretto di questi farmaci può essere dannoso. Anche il tipo di trigger shot utilizzato per preparare il recupero degli ovociti (hCG o agonista GnRH) può avere un impatto sulla qualità degli ovociti, ma chi può beneficiare di quale farmaco e fino a che punto c’è un vantaggio rimangono poco chiari.
Come si può immaginare, l’ambiente di laboratorio gioca un ruolo enorme su come gli embrioni si comporteranno. I mezzi di coltura si sono evoluti enormemente negli ultimi 30 anni, partendo da semplici mezzi adeguati per la maggior parte delle cellule fino alla varietà di mezzi di alta qualità specifici per gli embrioni, prodotti commercialmente, che usiamo attualmente. Ci sono diversi mezzi di coltura di alta qualità disponibili che funzionano bene, tuttavia, è essenziale un costante test di qualità per assicurarsi che un mezzo scelto funzioni in modo ottimale. Le incubatrici in cui crescono gli embrioni e il loro funzionamento sono chiaramente un fattore importante. La maggior parte delle pratiche di alta qualità utilizzano le piccole incubatrici da banco che fanno un lavoro migliore nel mantenere l’ambiente chimico e la stabilità della temperatura per la crescita degli embrioni. Tuttavia, questi dispositivi ad alta tecnologia devono essere costantemente monitorati, in quanto i piccoli cambiamenti possono avere un impatto sulle prestazioni degli embrioni. Cose semplici come la frequenza con cui gli embrioni vengono valutati, in quali condizioni e il tempo necessario per farlo possono avere un impatto enorme sulle prestazioni degli embrioni. La tendenza è chiaramente quella di valutare gli embrioni meno frequentemente.
Non va dimenticato che la competenza tecnica delle persone nel laboratorio è essenziale per ottenere buoni risultati. Tuttavia, quelli di noi che hanno fatto ispezioni hanno visto una vasta gamma di livelli di competenza. Tutte le competenze di laboratorio hanno una “firma utente”. Nell’ICSI (iniezione intracitoplasmatica di sperma – iniettare lo sperma nell’uovo) per esempio: la procedura è stata fatta al momento giusto? Che tipo di sperma è stato selezionato? Lo sperma è stato inserito nel posto giusto nell’uovo? Per quanto tempo l’ovocita (uovo) è rimasto fuori dall’incubatrice? La biopsia embrionale per l’analisi dei cromosomi è una tecnica molto impegnativa che richiede molta pratica ed esperienza. La vitrificazione (congelamento molto rapido di embrioni e ovuli) è stato un enorme vantaggio per noi, ma la tecnica è sottile e non tutti ottengono gli stessi risultati. Chiaramente, il monitoraggio del personale di laboratorio è vitale per un laboratorio di embriologia di alta qualità.
Cause uterine
In tutta onestà, l’utero è il mio migliore amico giorno per giorno. Questo perché di solito funziona. Dico questo perché negli ultimi 26 anni ho visto un gran numero di embrioni dall’aspetto non ottimale fare bellissimi bambini. Erano subottimali spesso a causa dei parametri del paziente, ma anche perché i nostri trattamenti e i nostri laboratori erano meno sofisticati, e l’utero li ha salvati. Inoltre, se attualmente si considerano le pazienti con buona prognosi in programmi di alta qualità con stimolazioni blande e buoni laboratori, si ottengono tassi di nati vivi superiori al 70% nei cicli freschi. Poiché conosciamo la frequenza generale di embrioni con cromosomi anormali in questa popolazione, l’alto tasso di nascita dimostra che i problemi uterini/endometriali sono cause di fallimento poco comuni. Ma ci sono chiaramente problemi uterini che contribuiscono al fallimento, alcuni di nostra creazione.
Problemi strutturali. I difetti strutturali uterini sono problemi frequenti, ma di solito vengono trovati e corretti prima del trattamento. Tuttavia, quando si verificano fallimenti della FIVET, bisogna tenerne conto. Quasi tutti dovrebbero avere un’isterosalpingografia (HSG) come parte della loro valutazione per cercare le tube di Falloppio bloccate e piene di liquido (idrosalpingi). Il fluido proveniente da queste tube di Falloppio molto danneggiate può impedire l’impianto di un embrione nell’utero. Raramente, le idrosalpingi sono mancate perché non si vedono (tube not seen on HSG) o il test è interpretato in modo impreciso. I fibromi sono comuni tumori benigni del muscolo dell’utero e per alcune donne possono causare problemi nel raggiungimento della gravidanza perché possono alterare l’apporto di sangue all’embrione. Tuttavia, è un dibattito su quando sono un problema. Siamo tutti d’accordo che i fibromi che alterano l’interno della cavità uterina sono un problema e li facciamo correggere. Dove abbiamo un problema è nel cercare di determinare quando i fibromi intramurali (fibromi che sono sepolti nel muscolo dell’utero ma non alterano la cavità uterina) rappresentano un problema. Alcuni studi suggeriscono che fibromi piccoli come 2,5 cm sono un problema, mentre altri possono dire che ci vogliono quelli molto più grandi (fino a 4-5 cm) per causare un problema. Occasionalmente, vedremo crescere fibromi apparentemente insignificanti durante il trattamento, il che può creare problemi, ma questo è raro. Le anomalie uterine (difetti di nascita dell’utero) non impediscono le gravidanze, ma contribuiscono agli aborti spontanei. I polipi endometriali (escrescenze del rivestimento dell’utero) sono qualcosa per cui siamo sempre in guardia, ma possono crescere anche durante un ciclo di trattamento. Il tessuto cicatriziale nel rivestimento dell’utero (sindrome di Asherman) dovrebbe essere un problema poco frequente, dato che il test pre-ciclo dovrebbe rilevarlo accuratamente.
Problemi endometriali. I problemi con il rivestimento dell’utero sono poco comuni, ma possono avere un’enorme influenza sull’impianto o meno di un embrione. Il rivestimento dell’utero è ricettivo all’embrione solo per un breve periodo di tempo, chiamato “finestra di impianto”. È possibile che un embrione perfettamente normale non si impianti perché il rivestimento non era pronto per lui. Nei cicli naturali, la finestra può essere larga 4-5d, ma nei nostri trattamenti può essere lunga solo 12-48h. Questa finestra è controllata dall’ormone progesterone. Il tempo, la dose e la via di somministrazione del progesterone possono avere un impatto su questo. Un nuovo test chiamato test di ricettività endometriale sembra identificare accuratamente questa finestra e in pazienti con fallimenti multipli della FIV, il 25% non è ricettivo al momento del trasferimento, la maggior parte con sviluppo ritardato. Questo ci fornisce uno strumento con cui lavorare in questo gruppo specifico, e abbiamo fatto bene con le nostre pazienti con test anormali. Tuttavia, l’ERA non ha ancora dimostrato di essere utile per le pazienti che hanno appena iniziato la loro valutazione, sottoposte a trattamenti semplici o che hanno appena iniziato la FIVET. Speriamo che nei prossimi due anni avremo informazioni sull’utilità del test in queste situazioni.
Il rivestimento deve normalmente raggiungere un certo spessore (circa 7 mm) per dare all’embrione una buona possibilità di impianto. Le gravidanze possono verificarsi con rivestimenti più sottili, ma sono molto meno probabili e le gravidanze risultanti possono essere più complicate. In alcune donne, i rivestimenti sottili si verificano a causa di un danno chirurgico al rivestimento, ma in molte donne, non abbiamo una ragione evidente per il rivestimento sottile. Per queste donne, sono stati provati diversi trattamenti (estrogeni, aspirina, sildenafil, pentossifillina, vitamina E e gCSF), ma purtroppo non hanno un impatto significativo per la maggior parte delle pazienti.
L’endometrite cronica è un disturbo in cui si verifica un’infiammazione nel rivestimento dell’utero. L’endometrite è molto rara e quindi non sottoponiamo le nostre pazienti a dolorose biopsie per rilevarla di routine. Tuttavia, quando non abbiamo avuto successo, è qualcosa da considerare alla ricerca. Il trattamento con antibiotici è di solito efficace quando si trova l’endometrite.
Si continua a dimostrare che il rivestimento dell’utero nelle pazienti con endometriosi è diverso e può contribuire all’infertilità al di là dei chiari problemi anatomici visti durante l’intervento con stadi avanzati di endometriosi. Dal momento che non si esegue più la laparoscopia su tutti, questo è qualcosa che può sfuggire. Il meccanismo sembra essere legato alla resistenza al progesterone a livello molecolare. Fortunatamente, sembra che le dosi significative di progesterone utilizzate nei trattamenti ART superino questo problema.
Problemi tecnici. Il trasferimento di embrioni è una tecnica sottile che non tutti possono fare. La procedura deve essere atraumatica per evitare contrazioni uterine e minimizzare la rottura dell’endometrio. Questo richiede una buona conoscenza dell’anatomia della paziente e una buona visualizzazione ecografica. I trasferimenti devono essere fatti rapidamente, in modo che gli embrioni non siano soggetti a stress metabolico in attesa del trasferimento. Gli embrioni devono essere collocati nella posizione corretta nell’utero per un impianto ottimale e per evitare gravidanze tubariche e cervicali. Ci vuole poco per sabotare tutto questo.
CUSI SISTEMICI
Bene, qui ci sono i soliti sospetti. Più di 1/3 delle donne in età riproduttiva sono obese e questo influisce sulla loro funzione riproduttiva a tutti i livelli, compresa la qualità degli ovociti e la funzione endometriale. Anche i tassi di gravidanza sembrano essere più bassi quando l’uomo è obeso, anche con parametri spermatici normali. Naturalmente, le gravidanze possono essere sostanzialmente più rischiose all’aumentare del nostro peso. Il fumo di sigaretta è un altro fattore modificabile che sembra avere la sua manifestazione primaria attraverso l’alterazione della funzione ovarica e della qualità degli ovociti. Tuttavia, in studi su destinatari di donazioni di ovociti, il tasso di gravidanza clinica è stato ridotto di un terzo, indicando chiaramente un effetto anche sul rivestimento dell’utero. Il fumo passivo ha anche dimostrato di ridurre le possibilità di una gravidanza di successo di oltre il 50%.
Disfunzioni tiroidee, alcuni anticorpi ed elevati livelli di prolattina non sembrano influenzare le possibilità di gravidanza attraverso tecnologie riproduttive assistite come la fecondazione in vitro. La carenza di vitamina D è comune ed è importante da esaminare poiché la forma attiva della vitamina D è secreta dall’endometrio e ha un impatto sui geni essenziali per l’impianto. Tuttavia, i due studi più grandi (n=267, n=517) non dimostrano alcun impatto della supplementazione di vitamina D nei cicli di donazione di ovociti e nei trasferimenti di embrioni euploidi, rispettivamente.
Sommario
Gli embrioni con un numero anomalo di cromosomi (aneuploidia embrionale) sono chiaramente la ragione più comune per il fallimento della FIVET, e ha portato allo sviluppo del nostro attuale approccio ai test embrionali. Tuttavia, ci sono una varietà di altri problemi che hanno un impatto sullo sviluppo degli ovociti e sulle prestazioni degli embrioni che possono portare al fallimento dell’impianto di un embrione cromosomicamente normale. Mentre alcuni di questi problemi sono attualmente fuori dal nostro controllo, lavoriamo continuamente per affrontarli attraverso la conoscenza e l’applicazione completa della letteratura, la valutazione dettagliata dei pazienti e la sorveglianza continua dei nostri laboratori e delle nostre capacità tecniche.