Криоконсервация половых клеток: история и современное состояние вопроса



Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Развитие репродуктивной медицины, а именно, экстракорпорального оплодотворения, поставило перед научным сообществом задачу консервации и сохранения биологической пригодности женских и мужских половых клеток. создание метода витрификации показало его преимущество перед другими способами криоконсервации и стало обнадеживающим событием в развитии криобанков половых клеток. В обзоре отражена история возникновения метода криоконсервации; современные аспекты криоконсервации гамет; отмечены недостатки и преимущества различных методик отбора полноценных гамет; приведены некоторые протоколы проведения криоконсервации; дана краткая характеристика отдельно используемых криопротекторов и их различных комбинаций, способных более эффективно предохранять замораживаемые объекты от повреждения. отмечено, что в настоящее время особое внимание уделяется рассмотрению механизмов криоповреждения и криозащиты при замораживании и витрификации. Представлена морфологическая характеристика изменений, происходящих в половых клетках после процедуры замораживания и оттаивания. Приведены современные методики оценки жизнеспособности половых клеток до криоконсервации и после нее. Показано, что нарушение компактизации хроматина и фрагментация ДНК в морфологически не измененных спермиях оказывает негативное влияние и на качество эмбрионов, и на результаты ЭКо. Подчеркнуто преимущество структурно-функционального состояния ооцитов млекопитающих при криоконсервации в составе ооцит-кумулюсных комплексов по сравнению с ооцитами, созревшими в культивационной среде без фолликулярного эпителия.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. А Одинцова

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

С. Э Русакова

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

А. А Шмидт

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Ю. Л Тимошкова

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Список литературы

  1. Полякова М.В. Криоконсервация сперматогониальных стволовых клеток: возможности клинического применения для сохранения фертильности у пациентов предпубертатного возраста. Журнал медико-биологических исследований 2017; 5(3): 33-42.
  2. Никитин А.И. Вредные факторы среды и репродуктивная система человека. СПб: ЭЛБИ-СПб, 2008
  3. Silber S.J., De Rosa M., Goldsmith S., et al. Cryopreservation and transplantation of ovarian tissue: results from one center in the USA. J. Assist. Reprod. Genet. 2018; 35: 2205-13.
  4. Бесплодный брак. Современные подходы к диагностике и лечению. Под ред. В.И. Кулакова. М.: ГЭОТАР-Медиа. 2006
  5. Демкина Е.А. Правовой статус криоконсервированных эмбрионов. Вестник Саратовской государственной юридической академии 2016; 3(110): 33-6
  6. Лечение женского и мужского бесплодия. Вспомогательные репродуктивные технологии. Под ред. В.И. Кулакова. М.: МИА. 2005
  7. Argyle C.E., Harper J.S. Oocyte cryopreservation: where are we now? Hum. Reprod. Update. 2016; 22: 440-9.
  8. Son W.Y. Immature oocyte for fertility preservation. Front Endocrinol. 2019; 10: 464.
  9. Baer K.E. De ovi mammalium et hominis genesi. Leipzig. 1827.
  10. Baer K.E. Uber Entwickelungsgeschichte der Thiere: Beobachtung und Reflexion. Erster Theil, mit 3 col. Kupfertaf. Konigsberg. 1828; 12: 271.
  11. Руководство по гистологии. Под ред. Р.К. Данилова. СПб.: СпецЛит. 2011; 2: 336-508
  12. Abdelhafez F., Desai N., Ali M. et al. Oocyte cryopreservation: a technical and clinical update. Expert Rev. Obstet. Gynecol. 2009; 4: 443-54.
  13. Балахонов А.В. Преодоление бесплодия. СПб. 1999
  14. Lusignan M.F., Li X., Herrero B., et al. Effects of dfferent cryopreservation methods on DNA integrity and sperm chromatin quality in men. Androl. 2018; 6: 829-35.
  15. Mortimer D. The functional anatomy of the human spermatozoon: relating ultrastructure and function. Mol. Hum. Reprod. 2018; 24: 567-92.
  16. Gu N.H., Zhao W.L., Wang G.S. et al. Comparative analysis of mammalian sperm ultrastructure reveals relationships between sperm morphology, mitochondrial functions and motility. Reprod. Biol. Endocrinol. 2019; 17: 1-12.
  17. Белоус А.М., Гриценко В.И., Паращук Ю.С. Криоконсервация репродуктивных клеток. Киев: Наукова думка 1986
  18. История ЭКО в России. Под общей редакцией А.И. Никитина и М.Б. Аншиной. М. 2011
  19. Культивирование эмбрионов и организация лаборатории ЭКО: практическое руководство. Ред. Варгхесе А., Шеблум П., Джаяпраксан К. М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2019
  20. Steptoe P.C., Edwards R.G. Birth after the reimplantation of a human embryo. Lancet 1978; 2: 366.
  21. Vajta G., Rienzi L., Yovich J. Embryo culture: can we perform better than nature? Reprod. Biomed. 2010; 20: 453-69.
  22. Брагина Е.Е., Абдумаликов Р.А., Курило Л.Ф. и др. Электронномикроскопическое изучение сперматозоидов и его роль в диагностике мужского бесплодия. Проблемы репродукции 2000; 6(6): 62-71
  23. McLaughlin M., Albertini D.F., Wallace W.H.B. et al. Metaphase II oocytes from human unilaminar follicles grown in a multistep culture system. Mol. Hum. Rep. 2018; 24(3): 135-42.
  24. Bavister B.D. Early history of in vitro fertilization. Rep. 2002; 124: 181-96.
  25. Edwards R.G., Bavister B.D., Steptoe P.C. Early stages of fertilization in vitro of human oocytes matured in vitro. Nature 1969; 221: 632-5.
  26. Yanagimachi R., Chang M.C. Fertilization of hamster eggs in vitro. Nature 1963; 200: 281-2.
  27. Harrison R. Observation on the living developing nerve fiber. Anat. Rec. 1907; 1: 116-28.
  28. Tefler E.E. Fertility preservation: progress and prospects for developing human immature oocytes in vitro. Rep. 2019; 158: 45-54.
  29. Skibinska I., Andrusiewicz M., Soin M. et al. Increased expression of PELP1 in human sperm is correlated with decreased semen quality. Asian J. Androl. 2018; 20: 425-31.
  30. Wu B., Gao H., Liu C. et al. The coupling apparatus of the sperm head and tail. Biol. Reprod. 2020; 102: 988-98.
  31. Tefler E.E. Future development: in vitro growth (IVG) of human ovarian follicles. Acta Obstet. Gynecol. Scand. 2019; 98: 653-8.
  32. Nikiforov D., Junping C., Cadenas J. et al. Improving the maturation rate of human oocytes collected ex vivo during the cryopreservation of ovarian tissue. J. Assist Reprod. Genet. 2018; 35: 2205-13.
  33. Dai D.H., Qazi I.H., Ran M.X. et al. Exploration of miRNA and mRNA profiles in fresh and frozen-thawed boar sperm by transcriptome and small RNA sequencing. Int. J. Mol. Sci. 2019; 20: 802.
  34. Roldan E.R. Sperm competition and the evolution of sperm form and function in mammals. Reprod. Domest. Anim. 2019; 54: 14-21.
  35. Руднева С.А., Брагина Е.Е., Арифулин Е.А. и др. Фрагментация ДНК в сперматозоидах и ее взаимосвязь с нарушением сперматогенеза. Андрология и генитальная хирургия 2014; 4: 26-33
  36. De Almeida Fereira Braga D.P., Setti A.S., Figueira R.S. et al. Sperm organelle morphologic abnormalities: contributing factors and effects on intra-cytoplasmic sperm injection cycles outcomes. Urology 2011; 78(4): 786-91.
  37. Pedrix A., Travers A., Chelli M.H. et al. Assessment of acrosome and nuclear abnormalities in human spermatozoa with large vacuoles. Hum. Reprod. 2011; 26(1) 47-58.
  38. Божедомов В.А., Липатова Н.А., Спориш Е.А. и др. Роль структурных нарушений хроматина и ДНК сперматозоидов в развитии бесплодия. Андрология и генитальная хирургия 2012; 3: 82-92
  39. Cohen-Bacrie P., Belloc S., Menezo Y.J. et al. Correlation between DNA damage and sperm parameters: a prospective study of 1633 patients. Fertil. Steril. 2009; 91(5): 1801-05.
  40. Karabulut S., Demiroglu-Zergerogl A., Yilmaz E. et al. Effects of human sperm cryopreservation on apoptotic markers in normozoosper-mic and non-normozoospermic patients. Zygote 2018; 26: 308-13.
  41. Meseguer M., Santiso R., Garrido N. et al. Effect of sperm DNA fragmentation on pregnancy outcome depends on oocyte quality. Fertil. Steril. 2011; 95(1): 124-8.
  42. Li S., Ao L., Yan Y. et al. Dfferential motility parameters and identification of proteomic profiles of human sperm cryopreserved with cryostraw and cryovial. Clin. Proteom. 2019; 16: 24.
  43. Zabeo D., Heumann J.M., Schwartz C.L. et al. A luminal interrupted helix in human sperm tail microtubules. Sci. Rep. 2018; 8: 1-11.
  44. Anderson R.A., Baird D.T. The development of ovarian tissue cryopreservation in Edinburg: translation from a rodent model through in a large mammal and then into clinical practice. Acta Obstet. Gynecol. Scand. 2019; 98: 545-9.
  45. Балахонов А.В. Ошибки развития. СПб: ЭЛБИ-СП. 2001
  46. Trounson A., Gardner D.K. Handbook of in vitro fertilization. Victoria, Australia 1993.
  47. Gellert S.E., Pors S.E., Kristensen S.G. et al. Transplantation of frozen-thawed ovarian tissue: an update on worldwide activity published in peer-reviewed papers and on the Danish cohort. J. Assist Reprod. Genet 2018; 3: 561-70.
  48. Rienzi L., Gracia C., Maggiulli R. et al. Oocyte, embryo and blastocyst cryopreservation in ART: systematic review and meta-analysis comparing slow-freezing versus vitrification to produce evidence for the development of global guidance. Hum. Rep. Update 2017; 23: 139-55.
  49. Andersen C.Y., Kristensen S.G., Greve T. et al. Cryopreservation of ovarian tissue for fertility preservation in female young oncological patients. Future Оncol. 2012; 8: 595-608.
  50. Fasano G., Dechene J., Antonacci R., et al. Outcomes of immature oocytes collected from ovarian tissue for cryopreservation in adult and prepubertal patients. Rep. Biomed. 2017; 34: 575-82.
  51. Donnez J., Dolmans M.M. Fertility preservation in women. N. Engl. J. Med. 2017; 377: 1657-65.
  52. Yding Andersen C., Mamsen L.S., Kristensen S.G. Fertility preservation: freezing of ovarian tissue and clinical opportunities. Rep. 2019; 158: 27-34.
  53. Амстиславский С.Я., Брусенцев Е.Ю., Окотруб К.А. и др. Криоконсервация эмбрионов и гамет для сохранения генетических ресурсов лабораторных животных. Онтогенез 2015; 46(2): 67-81
  54. Luyet B.J. The vitrification of organic colloids and protoplasm. Biodynamica 1937; 29: 1-14.
  55. Mazur P. Cryobiology: the freezing of biological systems. Science 1970; 168: 939-949.
  56. Mazur P. Equilibrium, quasi-equilibrium, and nonequilibrium freezing of mammalian embryos. Cell Biophys. 1990; 17: 53-92.
  57. Mazur P., Leibo S.P., Seidel G.E. Cryopreservation of the germplasm of animals used in biological and medical research: importance, impact, status, and future directions. Biol. Reprod. 2008; 78: 2-12.
  58. Руководство по клинической эмбриологии. Сделано в МЦРМ. Под ред. В.С. Корсака. М.: Издательство медицинских книг 2011
  59. Berkovitz A., Miller N., Silberman M. A novel solution for freezing small numbers of spermatozoa using a sperm vitrification devise. Human reproduction 2018; 33(11) 1975-983.
  60. Stehlik E., Stehlik J., Katayama K.P. et al. Vitrification demonstrates significant improvement versus slow freezing of human blastocysts. Reprod. Biomed. 2005; 1: 53-7.
  61. Жмакин А.И. Физические основы криобиологии. Успехи физических наук 2008; 178(3): 243-66
  62. Kuleshova L.L., Shaw J.M. A strategy for rapid cooling of mouse within a double straw to eliminate the risk of contamination during storage in liquid nitrogen. Hum. Reprod. 2000; 15: 2604-9.
  63. Kuwayama M., Vajta G., Kato O. et al. Highly efficient vitrification method for cryopreservation of human oocytes. Reprod. Biomed. 2005; 11: 300-8.
  64. Leonel ECR et al. Stepped vitrification technique for human ovarian tissue cryopreservation. Sci. Rep. 2019; 9: 1-12.
  65. Kuwayama M. Highly efficient vitrification for cryopreservation of human oocytes and embryos: the Cryotop method. Theriogenology 2007; 67(1): 73-80.
  66. Medeiros C.M.O., Forell F., Oliveir A.T.D. et al. Current status of sperm cryopreservation: why isn,t it better? Theriogenology 2002; 57: 327-44.
  67. Pomeroy K.O., Harris S., Conaghan J. et al. Storage of cryopreserved reproductive tissues: evidence that crosscontamination of infectious agents is a negligible risk. Fertil. Steril. 2010; 94: 1181-8.
  68. Белоус А.М., Гриценко В.И. Криобиология. Киев: Наукова думка 1994
  69. Cobo A., Romero J.L., Perez S. et al. Storage of human oocytes in the vapor phase of nitrogen. Fertil. Steril. 2010; 94: 1903-7.
  70. Cobo A., Vajta G., Remohi J. Vitrification of human mature oocytes in clinical practice. Reprod. Biomed. 2009; 19(Suppl. 4): 4385.
  71. Shapira M., Raanani H., Barshack I. et al. First delivery in a leukemia survivor after transplantation of cryopreserved ovarian tissue, evaluated for leukemia cells contamination. Fertility and Sterility 2018; 109: 48-53.
  72. Денисенко В.Ю., Кузьмина Т.И. Освобождение Са2+ из внутриклеточных депо растущих и завершивших фазу роста нативных и девитрифицированных ооцитов свиней. Российский физиологический журнал имени И.М. Сеченова 2012; 98(7): 890-8

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2021


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: 

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах