Ludzka reprodukcja jest procesem nieefektywnym. Naturalnie, tylko około jedna trzecia naszych początkowych poczęć implantuje się w macicy, a 15% z nich jest traconych w pierwszym trymestrze ciąży. Znaczna część naszej nieefektywności może być przypisana aneuploidii embrionalnej, czyli embrionowi posiadającemu nieprawidłową liczbę chromosomów. Większość z nas ma 46 chromosomów. Większość naszych zarodków nie ma. Embriony kończą z nieprawidłową liczbą chromosomów, ponieważ jajo ma nieprawidłowe chromosomy, plemnik ma nieprawidłowe chromosomy lub podczas pierwszego podziału komórki po zapłodnieniu, chromosomy są niewłaściwie rozdzielone.
Pomimo naszych coraz lepszych metod opieki, problemy związane z embrionami nadal powodują nieefektywność wszystkich naszych zabiegów. W ciągu ostatnich dwóch dekad opracowano różne podejścia, aby spróbować rozwiązać ten problem. Wszystkie te metody wykorzystują zapłodnienie in vitro, w którym testowane są zarodki. Badania, które obecnie stosujemy, noszą nazwę Przedimplantacyjnej Diagnostyki Genetycznej z Kompleksowymi Badaniami Chromosomalnymi (PGD/CCS). Inną nazwą tego badania jest PGS (Pre-implantation Genetic Screening). Dla wielu pacjentów badania te pozwalają na dokładne rozwiązanie problemu zarodków o nieprawidłowej liczbie chromosomów. Jednak około 1/3 prawidłowych chromosomowo (euploidalnych) zarodków, które są przenoszone do macicy, nie zagnieżdża się w jej wyściółce. Jak to możliwe?
Dzisiaj zastanowimy się, dlaczego prawidłowe chromosomalnie zarodki mogą nie zagnieździć się w macicy i jak staramy się rozwiązywać te problemy, kiedy tylko możemy. Niepowodzenia w uzyskaniu udanej ciąży z euploidalnymi zarodkami można ogólnie podzielić na trzy główne obszary: embrionalny, maciczny i ogólnoustrojowy.
EMBRYONICZNY
Rozwój wczesnego zarodka jest złożoną i wysoce zsynchronizowaną serią wydarzeń przygotowujących go do przyłączenia się i inwazji na wyściółkę macicy. Proces ten rozpoczyna się w momencie zapłodnienia z pojedynczą komórką zwaną zygotą, która w ciągu 5 dni rozwija się w 100-120 komórkową pustą kulę, zwaną blastocystą. To właśnie blastocysta przyczepia się do wyściółki macicy i zagnieżdża w niej. Nasze 46 chromosomów zawiera około 25 000 genów, które muszą funkcjonować prawidłowo, aby zarodek mógł się pomyślnie rozwijać. Myślę o tym jak o symfonii genów, które są włączane i wyłączane w określonym czasie. Jeśli czas tych czynności jest zaburzony, tak jak w orkiestrze, wszystko pójdzie źle. Uważamy, że nieprawidłowe działanie genów jest bardzo częstą przyczyną braku implantacji „dobrych” embrionów, ale nie mamy możliwości sprawdzenia tego klinicznie. Badania z zakresu nauk podstawowych sugerują, że funkcje energetyczne (metabolizm) zarodka są również prawdopodobną przyczyną niepowodzeń, ale tego również nie można praktycznie zmierzyć w laboratorium klinicznym.
Badania z zakresu nauk podstawowych i nasze doświadczenie kliniczne sugerują, że wczesny rozwój zarodka może być zmieniony przez nasze środowisko kliniczne i laboratoryjne. Jest oczywiste, że rodzaj stymulacji pęcherzykowej w cyklu IVF będzie miał wpływ na oocyt i zarodek. Na przykład, nadmierna stymulacja u kobiet, które mogą normalnie reagować na leki, jest szkodliwa dla zarodka, tak że nawet „normalne” zarodki nie są metabolicznie zdrowe. Prawidłowe stosowanie leków wspomagających (LH lub niskie dawki-hCG, hormon wzrostu, androgeny) może być korzystne dla rozwoju rozwijającego się pęcherzyka i komórki jajowej u niektórych osób. Jednakże, nieprawidłowe użycie tych leków może być szkodliwe. Rodzaj zastrzyku wyzwalającego, stosowanego w celu przygotowania do pobrania jajeczka (hCG lub agonista GnRH) może mieć wpływ na jakość jajeczka, ale kto może skorzystać z którego leku i w jakim stopniu jest to korzystne, pozostaje niejasne.
Jak można sobie wyobrazić, środowisko laboratoryjne odgrywa ogromną rolę w tym, jak zarodki będą funkcjonować. Podłoża hodowlane ewoluowały w ciągu ostatnich 30 lat, począwszy od prostych podłoży odpowiednich dla większości komórek, aż po różnorodne, wysokiej jakości, specyficzne dla embrionów, komercyjne podłoża, których obecnie używamy. Dostępnych jest kilka wysokiej jakości podłoży hodowlanych, które działają dobrze, jednak stałe testowanie jakości jest niezbędne, aby upewnić się, że wybrane podłoże działa optymalnie. Inkubatory, w których rosną zarodki i ich funkcje są oczywiście ważnym czynnikiem. Większość praktyk wysokiej jakości korzysta z małych inkubatorów stołowych, które lepiej radzą sobie z utrzymaniem chemicznego środowiska i stabilności temperatury, w której rosną zarodki. Jednakże, te zaawansowane technologicznie urządzenia muszą być stale monitorowane, ponieważ subtelne zmiany mogą wpływać na wydajność embrionów. Proste rzeczy, takie jak częstotliwość oceny embrionów, warunki i czas, w jakim jest ona przeprowadzana, mogą mieć ogromny wpływ na wydajność embrionów. Tendencja jest wyraźna w kierunku rzadszej oceny zarodków.
Nie powinno się zapominać, że kompetencje techniczne osób pracujących w laboratorium są niezbędne dla uzyskania dobrych wyników. Jednak ci z nas, którzy przeprowadzali inspekcje, widzieli szeroki wachlarz poziomów umiejętności. Wszystkie nasze umiejętności laboratoryjne mają „sygnaturę użytkownika”. Na przykład w przypadku ICSI (intracytoplasmic sperm injection – wstrzykiwanie plemnika do komórki jajowej): czy procedura została przeprowadzona w odpowiednim czasie? Jaki rodzaj plemnika został wybrany? Czy plemnik został umieszczony we właściwym miejscu w komórce jajowej? Jak długo oocyt (jajo) znajdował się poza inkubatorem? Biopsja zarodka w celu zbadania chromosomów jest bardzo wymagającą techniką, która wymaga dużej praktyki i doświadczenia. Witryfikacja (bardzo szybkie zamrażanie embrionów i jajeczek) przyniosła nam ogromne korzyści, ale technika ta jest subtelna i nie każdy uzyskuje takie same wyniki. Nie ulega wątpliwości, że monitorowanie personelu laboratoryjnego ma kluczowe znaczenie dla wysokiej jakości laboratorium embriologicznego.
Przyczyny macicy
Szczerze mówiąc, macica jest moim najlepszym przyjacielem na co dzień. A to dlatego, że zazwyczaj działa. Mówię to, ponieważ w ciągu ostatnich 26 lat widziałem, jak z wielu nieoptymalnie wyglądających zarodków rodzą się piękne dzieci. Często były one nieoptymalne ze względu na parametry pacjenta, ale również dlatego, że nasze metody leczenia i nasze laboratoria były mniej zaawansowane, a macica je uratowała. Ponadto, jeśli obecnie spojrzeć na pacjentki o dobrym rokowaniu w wysokiej jakości programach z łagodną stymulacją i dobrymi wynikami badań, to w świeżych cyklach osiąga się wskaźniki żywych urodzeń powyżej 70%. Ponieważ znamy ogólną częstotliwość występowania zarodków z nieprawidłowymi chromosomami w tej populacji, wysoki wskaźnik urodzeń dowodzi, że problemy maciczne/endometrialne są rzadką przyczyną niepowodzeń. Istnieją jednak problemy związane z macicą, które przyczyniają się do niepowodzeń, a niektóre z nich zostały stworzone przez nas.
Problemy strukturalne. Wady strukturalne macicy są częstymi problemami, ale zazwyczaj są one znajdowane i korygowane przed rozpoczęciem leczenia. Kiedy jednak dochodzi do niepowodzeń IVF, należy wziąć je pod uwagę. Prawie każdy powinien mieć histerosalpingogram (HSG) jako część ich oceny, aby szukać zablokowanych, wypełnionych płynem jajowodów (hydrosalpinges). Płyn z tych znacznie uszkodzonych jajowodów może uniemożliwić zagnieżdżenie się zarodka w macicy. Nierzadko wodniaki są pomijane, ponieważ nie są widoczne (tube not seen on HSG) lub badanie jest niedokładnie interpretowane. Włókniaki są powszechnymi łagodnymi guzami mięśnia macicy i u niektórych kobiet mogą powodować problemy z zajściem w ciążę, ponieważ mogą zmieniać ukrwienie zarodka. Jednakże, jest to debata na temat tego, kiedy są one problemem. Wszyscy zgadzamy się, że włókniaki, które zmieniają wnętrze jamy macicy są problemem i należy je skorygować. Problemem jest natomiast próba określenia, kiedy włókniaki śródścienne (włókniaki, które są zakopane w mięśniu macicy, ale nie zmieniają jamy macicy) stanowią problem. Niektóre badania sugerują, że problemem są włókniaki wielkości 2,5 cm, podczas gdy inne mówią, że problemem są włókniaki znacznie większe (do 4-5 cm). Niekiedy podczas leczenia obserwujemy wzrost pozornie nieznacznych włókniaków, co może powodować problemy, ale zdarza się to rzadko. Anomalie macicy (wady wrodzone macicy) nie uniemożliwiają zajścia w ciążę, ale przyczyniają się do poronień. Polipy endometrialne (wyrośla z wyściółki macicy) są czymś, na co zawsze zwracamy uwagę, ale mogą one rosnąć nawet podczas cyklu leczenia. Tkanka bliznowata w wyściółce macicy (zespół Ashermana) powinna być rzadkim problemem, ponieważ badania przed cyklem powinny to dokładnie wykryć.
Problemy z endometrium. Problemy z wyściółką macicy są rzadkie, ale mogą mieć ogromny wpływ na to, czy zarodek się zagnieździ, czy nie. Wyściółka macicy jest podatna na przyjęcie zarodka tylko przez krótki czas, zwany oknem implantacyjnym. Jest możliwe, że zupełnie normalny zarodek nie zagnieździ się, ponieważ wyściółka macicy nie była na to gotowa. W naturalnych cyklach okienko może mieć szerokość 4-5 dni, ale w naszych zabiegach może mieć długość tylko 12-48 godzin. Okno to jest kontrolowane przez hormon progesteron. Czas, dawka i droga podawania progesteronu mogą mieć na to wpływ. Nowy test zwany Endometrial Receptivity Assay wydaje się dokładnie identyfikować to okno i u pacjentów z wielokrotnymi niepowodzeniami IVF, 25% nie jest podatnych w czasie transferu, a większość z nich ma opóźniony rozwój. Daje nam to narzędzie do pracy w tej specyficznej grupie i dobrze radziliśmy sobie z naszymi pacjentkami z nieprawidłowym testem. Jednakże, ERA nie została jeszcze udowodniona jako użyteczna dla pacjentów, którzy dopiero zaczynają swoją ocenę, przechodzą proste zabiegi lub dopiero zaczynają IVF. Miejmy nadzieję, że w ciągu najbliższych kilku lat uzyskamy informacje, czy jest ona pomocna w takich sytuacjach.
Wyścielina musi normalnie osiągnąć pewną grubość (około 7 mm), aby zarodek miał duże szanse na zagnieżdżenie się. Ciąże mogą wystąpić z cieńszą wyściółką, ale prawdopodobieństwo ich wystąpienia jest znacznie mniejsze, a ciąże z nich wynikające mogą być bardziej skomplikowane. U niektórych kobiet cienkie podścieliska pojawiają się z powodu chirurgicznego uszkodzenia podścieliska, ale u wielu kobiet nie ma oczywistej przyczyny cienkich podścielisk. W przypadku tych kobiet próbowano różnych metod leczenia (estrogen, aspiryna, sildenafil, pentoksyfilina, witamina E i gCSF), ale niestety nie mają one znaczącego wpływu na większość pacjentek.
Przewlekłe zapalenie błony śluzowej macicy jest schorzeniem, w którym dochodzi do zapalenia błony śluzowej macicy. Endometritis jest bardzo rzadkie i dlatego nie poddajemy naszych pacjentek bolesnym biopsjom w celu jego rutynowego wykrycia. Jednakże, jeśli nie odnieśliśmy sukcesu, jest to coś, co warto rozważyć szukając. Leczenie antybiotykami jest zazwyczaj skuteczne w przypadku stwierdzenia endometriozy.
Dowody wskazują, że wyściółka macicy u pacjentek z endometriozą jest inna i może przyczyniać się do niepłodności, poza wyraźnymi problemami anatomicznymi, widocznymi podczas operacji z zaawansowanymi stadiami endometriozy. Ponieważ nie wykonujemy już laparoskopii u wszystkich, jest to coś, co może zostać przeoczone. Mechanizm wydaje się być związany z opornością na progesteron na poziomie molekularnym. Na szczęście okazuje się, że znaczne dawki progesteronu stosowane w terapii ART pozwalają ją przezwyciężyć.
Kwestie techniczne. Transfer zarodków jest subtelną techniką, którą nie każdy potrafi wykonać. Procedura musi być atraumatyczna, aby uniknąć skurczów macicy i zminimalizować uszkodzenie endometrium. Wymaga to dobrej znajomości anatomii pacjentki i dobrej wizualizacji ultrasonograficznej. Transfery muszą być wykonane szybko, aby zarodki nie były narażone na stres metaboliczny w oczekiwaniu na transfer. Zarodki muszą być umieszczone w odpowiedniej pozycji w macicy, aby zapewnić optymalną implantację i uniknąć ciąż kanalikowych i szyjkowych. Trzeba bardzo niewiele, aby to sabotować.
SYSTEMICZNE PRZYCZYNY
Cóż, to zwykli podejrzani. Ponad 1/3 kobiet w wieku reprodukcyjnym jest otyła i wpływa to na ich funkcje reprodukcyjne na wszystkich poziomach, w tym na jakość oocytów i funkcje endometrium. Wskaźniki ciąż również wydają się być niższe, gdy mężczyzna jest otyły, nawet przy normalnych parametrach spermy. Oczywiście, ciąże mogą być znacznie bardziej ryzykowne wraz ze wzrostem naszej wagi. Palenie papierosów jest kolejnym modyfikowalnym czynnikiem, który wydaje się mieć swój główny wyraz w zmianie funkcji jajników i jakości oocytów. Jednakże, w badaniach nad biorczyniami dawstwa oocytów, wskaźnik ciąż klinicznych zmniejszył się o jedną trzecią, co wyraźnie wskazuje na wpływ palenia także na wyściółkę macicy. Wykazano również, że bierne palenie zmniejsza szanse na udaną ciążę o ponad 50%.
Dysfunkcja tarczycy, niektóre przeciwciała i podwyższony poziom prolaktyny nie wydają się wpływać na szanse zajścia w ciążę za pomocą technik wspomaganego rozrodu, takich jak zapłodnienie in vitro. Niedobór witaminy D jest powszechny i warto się mu przyjrzeć, ponieważ aktywna forma witaminy D jest wydzielana przez endometrium i wpływa na geny niezbędne do implantacji. Jednakże dwa największe badania (n=267, n=517) nie wykazały wpływu suplementacji witaminą D odpowiednio w cyklach dawstwa oocytów i transferach zarodków euploidalnych.
Podsumowanie
Embryosomy z nieprawidłową liczbą chromosomów (aneuploidia embrionalna) są najczęstszą przyczyną niepowodzeń IVF i doprowadziły do rozwoju naszego obecnego podejścia do badania embrionów. Jednakże, istnieje wiele innych problemów, które wpływają na rozwój jajeczek i funkcjonowanie zarodków, a które mogą prowadzić do niepowodzenia implantacji chromosomalnie normalnego zarodka. Chociaż niektóre z tych problemów są obecnie poza naszą kontrolą, nieustannie pracujemy nad ich rozwiązaniem poprzez wszechstronną wiedzę i zastosowanie literatury, szczegółową ocenę pacjentów i nieustający nadzór nad naszymi laboratoriami i umiejętnościami technicznymi.