Флуоресцентная визуализирующая микроскопия живых клеток (FLIM) выявляет различия в метаболических сигнатурах эуплоидных и анеуплоидных бластоцист человека
Цель исследования
Может ли неинвазивная визуализация с помощью флуоресцентной микроскопии живых клеток (FLIM) обнаружить метаболические различия в эуплоидных и анеуплоидных бластоцистах человека?
Краткое резюме
Метод FLIM выявил значительные метаболические различия между эуплоидными и анеуплоидными бластоцистами.
Актуальность
Предыдущие исследования показали, что FLIM может обнаруживать метаболические различия в яйцеклетках и эмбрионах мыши, а также в человеческих бластоцистах, которые предназначались для утилизации.
Дизайн исследования
Проспективное обсервационное исследование с августа 2019 по февраль 2020 года. Метаболическое состояние эмбриона оценивали с помощью FLIM для измерения метаболических факторов автофлуоресценции никотинамидадениндинуклеотиддегидрогеназы вместе с никотинамидаденинфосфатдинуклеотиддегидрогеназой (NAD(P)H) и флавинадениндинуклеотидом (FAD). Восемь метаболических параметров FLIM были получены из каждой бластоцисты (четыре для NAD(P)H и четыре для FAD): короткое (T1) и длительное (T2) время жизни флуоресценции, интенсивность флуоресценции (I) и доля молекул, взаимодействующих с ферментами (F). Окислительно-восстановительный коэффициент (NAD(P)H-I)/(FAD-I) также был рассчитан для каждого изображения.
Материалы и методы
Это исследование было проведено в академическом центре, где было 156 отбракованных замороженных бластоцист (n = 17 эуплоидных; 139 анеуплоидных). Статус плоидности определяли с помощью преимплантационного генетического тестирования на анеуплоидию (PGT-A). Отбракованные бластоцисты человека сравнивали с использованием параметров single FLIM. Кроме того, оценивали внутреннюю клеточную массу (ICM) и трофэктодерму (TE). Для анализа использовались многоуровневые модели. В пост-коррекции использовалась частота ложных открытий Бенджамини–Хохберга при q-значении 0,05.
Результаты
При сравнении эуплоидных (n = 17) и анеуплоидных (n = 139) эмбрионов была отмечена значительная разница в NAD(P)H-F (P < 0,04), FAD-I (P < 0,04) и окислительно-восстановительном потенциале (P < 0,05). Эуплоидные ICM (n = 15) по сравнению с анеуплоидными ICM (n = 119) также продемонстрировали значительно отличающиеся сигнатуры в NAD(P)H-F (P < 0,009), FAD-I (P < 0,03) и окислительно-восстановительном потенциале (P < 0,03). Аналогичным образом эуплоидные TE (n = 15) по сравнению с анеуплоидными TE (n = 119) имели значительные различия в NAD(P)H-F (P < 0,0001) и FAD-I (P < 0,04).
Ограничения
В этом исследовании использовались отбракованные человеческие бластоцисты, и эти эмбрионы могут метаболически отличаться от неотбракованных человеческих эмбрионов. Проанализированные бластоцисты были витрифицированы после биопсии, и неясно, как процесс криоконсервации может повлиять на метаболический профиль бластоцист. Исследование также было ограничено небольшим количеством донорских эуплоидных эмбрионов, доступных для анализа. Эуплоидные эмбрионы очень редко выбраковываются из-за их ценности для пациентов, пытающихся забеременеть, что ограничивает их использование в исследовательских целях. Однако исследователи контролировали дисбаланс с помощью анализа повторной выборки из начальной загрузки.