Dołącz do czytelników
Brak wyników

To wiedzieć powinniśmy

28 lipca 2018

NR 27 (Kwiecień 2016)

Zapłodnienie pozaustrojowe – metoda in vitro jako metoda leczenia niepłodności

621

Po opracowaniu i pierwszym zastosowaniu klinicznym zapłodnienia pozaustrojowego, określanego potocznie jako metoda in vitro, procedura ta szybko znalazła zastosowanie w leczeniu niepłodności. Pomimo kontrowersji prawnych, etycznych czy moralnych jest coraz szerzej stosowana praktycznie. 
 

Standardowy przebieg tej metody składa się z kilku etapów: 1) stymulacja hormonalna jajników w celu uzyskania oocytów, 2) pobranie dojrzałych do zapłodnienia oocytów z pęcherzyków jajnikowych, 3) pobranie i obróbka nasienia, 4) zapłodnienie w warunkach pozaustrojowych, 5) ocena uzyskanych zarodków pod kątem przydatności do rozwoju, 6) wszczepienie zarodków do macicy, 7) kriokonserwacja zarodków (ewentualne postępowanie), 8) ocena implantacji i zapoczątkowania ciąży. Zastosowana z powodzeniem metoda in vitro nie zwalnia kobiety z prowadzenia odpowiedniej opieki medycznej nad przebiegiem ciąży i monitorowaniem porodu.

POLECAMY

Jeżeli w przypadku pary ludzi chcących posiadać własne dziecko i przejawiających właściwe zachowania seksualne, mające doprowadzić do reprodukcji, nie dochodzi do ciąży w okresie 12 miesięcy to, według definicji Światowej Organizacji Zdrowia (ang. World Health Organisation – WHO), mówi się o niepłodności pary rodzicielskiej. Ten problem medyczny jest obecnie traktowany jako społeczna jednostka chorobowa wymagająca rozwiązania wszelkimi dostępnymi metodami współczesnej medycyny, a ich zastosowanie jest podstawowym i niezbywalnym prawem każdego człowieka.

Dane demograficzne i medyczne opisujące zdrowotność współczesnych populacji ludzkich w wielu krajach wskazują na narastanie problemów związanych z reprodukcją. Zaobserwowano stały wzrost liczby pacjentów z obniżoną lub całkowitą niepłodnością. Zjawiska te w XX w. i na początku XXI w. wydają się sukcesywnie narastać. Szacuje się, że ponad 20% par sygnalizuje problem z uzyskaniem potomka drogą naturalną, a ponad 10% wymaga interwencji medycznej w postaci odpowiedniej diagnostyki, a wreszcie leczenia. Trudności reprodukcyjne człowieka wynikają obecnie nie tylko z przyczyn biologicznych, jakimi mogą być zaburzenia genetyczne, rozwojowe, stany chorobowe i wpływ czynników środowiskowych. Na płodność działają również czynniki socjalne, społeczne, a wreszcie ekonomiczne. Zagadnienia te zostały stosunkowo dobrze poznane i opisane. Jednocześnie wskazano na rosnące oczekiwania ludzi w kierunku medycyny. Wzrasta zapotrzebowanie na stosowanie odpowiednich metod diagnostycznych i leczniczych umożliwiających reprodukcję. 

W przypadku braku możliwości lub efektywności leczenia przyczyn niepłodności jednego z partnerów we współczesnej klinice coraz szerzej wprowadza się leczenie niepłodności metodami rozrodu wspomaganego medycznie (ang. assisted reproduction technology – ART). Działania te obejmują różnorodne sposoby postępowania, których celem jest uzyskanie zdrowego potomstwa w naturalny sposób. Są to m.in. sztuczna dopochwowa lub domaciczna inseminacja, różne typy zapłodnienia pozaustrojowego, wśród których coraz powszechniejsze staje się wprowadzanie plemników do komórki jajowej, czy zamrażanie zarodków dające np. możliwość coraz dokładniejszej ich diagnostyki przedimplantacyjnej. Rozwój technik klinicznych ma na celu nie tylko zwiększenie efektywności postępowania, czyli podniesienie odsetka pozytywnych prób zakończonych ciążą i urodzeniem potomka, ale również zwiększenie bezpieczeństwa metody, czyli zapewnienie zdrowia matki i jej przyszłego dziecka. W celu sprostania temu wymogowi metody postępowania medycznego i laboratoryjnego są stale doskonalone i standaryzowane. Właśnie troska o zdrowie jest przedmiotem stałego niepokoju towarzyszącego lekarzom przeprowadzającym zabiegi ART. Wątpliwości dotyczące stosowania tych metod pojawiają się również w sferze etycznej, moralnej i prawnej. Może je rozproszyć odpowiednia popularyzacja wyjaśniająca istotę zabiegów, ich znaczenie medyczne i biologiczne oraz – co najważniejsze – bezpieczeństwo zdrowotne ich stosowania [1, 2].

Zapłodnienie pozaustrojowe

Jedną z nowoczesnych procedur medycznych prowadzących do ciąży jest metoda zapłodnienia pozaustrojowego (ang. in vitro fertilisation – IVF) i transferu do macicy uzyskanych na tej drodze zarodków, opracowana i zastosowana w 1978 r. przez Steptoe’a i Edwardsa, współdziałających lekarza i biologa [4]. Obecnie mija 37 lat od urodzenia się Louise Joy Brown, pierwszego „dziecka z probówki” poczętego przy zastosowaniu metody nazywanej potocznie in vitro lub w szkle. Wartość metody podnosi na pewno fakt przyznania Edwardsowi w 2010 r. Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny. Warto dodatkowo wspomnieć, że od 1978 r. dzięki tej metodzie na świecie urodziło się ponad 5 mln osób, a w Polsce, po jej szerszym udostępnieniu, tylko w ramach rządowego programu leczenia niepłodności uruchomionego 
1 lipca 2013 r. ponad 700 dzieci.

Kwalifikacja do zapłodnienia pozaustrojowego

Zakwalifikowanie pary do przeprowadzenia zabiegu IVF poprzedzone jest dokładnymi badaniami klinicznymi mającymi na celu wykluczenie możliwości leczenia przyczyny niepłodności oraz określenia wskazań do tego typu postępowania. Do przeprowadzenia tej procedury medycznej kwalifikowane są z reguły kobiety przed ukończeniem 41. roku życia, gdyż w tym wypadku szansa sukcesu, czyli urodzenia potomstwa, może osiągnąć nawet 20% wykonanych cykli zapłodnieniowych. Głównymi wskazaniem jest przede wszystkim brak efektów stosowania naturalnych metod prokreacji w połączeniu z konwencjonalnym leczeniem niepłodności czy zaburzenia anatomiczne w postaci niedrożności jajowodów przy zachowanym prawidłowym stanie funkcjonalnym macicy, a także zaburzenia embriologiczne, takie jak niska jakość nasienia czy nieprawidłowa funkcja gametogeniczna lub hormonalna jajników, jak również trudności reprodukcyjne o charakterze idiopatycznym lub wynikające z nieznanych przyczyn. Dobrych wyników zabiegu nie wykluczają również przebyte przez kobietę niektóre choroby ginekologiczne, np. endometrioza (przerost błony śluzowej macicy) nawet o ciężkim przebiegu [5, 6].

Procedury nakierowane na mężczyznę

Działania i zabiegi przeprowadzane w trakcie procedury in vitro nakierowane są na kobietę i mężczyznę. Nieco mniej uciążliwe jest postępowanie w stosunku do przyszłego ojca polegające na pobraniu w warunkach sterylnych nasienia, jego przebadaniu w celu ustalenia zdolności do zapłodnienia, a w uzasadnionych przypadkach poprawieniu właściwości biologicznych. Badanie nasienia dotyczy jego potencjalnej wartości w zapłodnieniu, poznania jego objętości, składu biochemicznego i immunologii plazmy nasienia, płynu, w którym zawieszone są plemniki, oraz właściwości biologicznych gamet mężczyzny. Najważniejsze cechy nasienia to liczebność plemników, ich żywotność, ruchliwość oraz zdolność do fuzji z błoną oocytów i wnikania do ooplazmy. Znane są również metody poprawiania biologii nasienia, np. wymiana płynu nasiennego, zwiększanie liczebności plemników poprzez odwirowanie ich z kilku porcji pobranego nasienia, jak również selekcja i kondensowanie plemników o odpowiedniej ruchliwości. Nasienie człowieka można poddać konserwacji w stanie głębokiego zamrożenia, gdyż plemniki po rozmrożeniu nie tracą swoich zdolności do zapłodnienia i mogą być z powodzeniem używane w zabiegach IVF [7–9].

Procedury nakierowane na kobietę

Uzyskanie zdolnych do zapłodnienia oocytów kobiety wymaga bardziej skomplikowanych zabiegów. Pierwszą z procedur jest stymulacja hormonalna funkcji gametogenicznej jajników. Podanie odpowiedniego zestawu hormonów prowadzi do wzbudzenia rozwoju i dojrzewania kilku pęcherzyków Graafa, a po aspiracji prowadzonej pod kontrolą ultrasonografu (USG) wyizolowania kilku potencjalnych komórek jajowych, w rzeczywistości zatrzymanych w metafazie mejozy oocytów II rzędu. Zabieg ten trwający kilkanaście minut przeprowadza się na fotelu ginekologicznym, stosując nakłucie grubą igłą ściany pęcherzyków Graafa w celu pobrania ich komórkowej zawartości wraz o oocytem. Po rozproszeniu komórek jajowych dokonywana jest wstępna morfologiczna selekcja komórek rozrodczych, mająca na celu ograniczenie błędów w przebiegu dalszych etapów zapłodnienia. Podstawowym hormonem używanym w tym celu jest folikulotropina przysadkowa (FSH), a dodatkowym hormon luteinizujący (LH). Kontynuowana po aspiracji pęcherzyków hormonoterapia gonadotropinami, np. gonadotropiną kosmówkową (hCG), ale również steroidami płciowymi (progesteron), nie tylko prowadzi do stymulacji endokrynnej jajników, ale również do odpowiedniego rozwoju błony śluzowej macicy, której stan fizjologiczny jest bardzo istotny dla implantacji uzyskanego ewentualnie zarodka i rozpoczęcia pożądanej ciąży. Zabieg pobrania kobiecych komórek rozrodczych powinien być wykonany bezpośrednio przed ich użyciem do in vitro, gdyż w odróżnieniu od plemników niezbyt dobrze znoszą one zabieg kriokonserwacji [10, 11].

Drugi etap procedury

W standardowej metodzie IVF można w przypadku powodzenia zabiegu stymulacji jajników i aspiracji oocytów przystąpić do drugiego etapu zabiegu, czyli zapłodnienia. Oocyty umieszcza się w specjalnym medium inkubacyjnym zawierającym wyizolowane z plazmy nasienia i wyselekcjonowane plemniki w liczbie około 80 000 na jedną komórkę jajową. Inkubacja w odpowiednich warunkach termicznych, wilgotności i stężenia dwutlenku węgla prowadzona jest przez okres 18–24 godzin. Po tym czasie powinno nastąpić połączenie się gamet, utworzenie zygot i rozpoczęcie rozwoju zarodkowego. W trakcie mikroskopowej oceny efektywność zapłodnienia oocytów jest oceniana na podstawie dokończenia przez nie podziału mejotycznego i wydzielenia drugiego ciałka kierunkowego lub przeprowadzenie przez zygoty pierwszego mitotycznego podziału bruzdkowania i osiągnięcie stadium co najmniej dwublastomerowego zarodka. W szczególnych przypadkach, gdy nie dysponuje się odpowiednią liczbą plemników z powodu szczególnie słabej wydolności spermatogenicznej mężczyzny, współinkubację gamet można zastąpić wprowadzeniem przy zastosowaniu mikromanipulatora pojedynczych plemników do cytoplazmy oocytów. Metoda ta nazywana doplazmatyczną iniekcją plemników (ang. intracytoplasmic sperm injection – ICSI) pozwala na skuteczne uzyskiwanie zygot i prawidłowych zarodków [12, 13].

Wyselekcjonowane zdrowe zygoty lub bruzdkujące zarodki po przeniesieniu do nowego medium inkubuje się przez następną dobę, w czasie której ma miejsce ich dalszy pozaustrojowy rozwój do stadium co najmniej czteroblastomerowego. W optymalnych warunkach zarodki mogą ostatecznie osiągnąć stadium sześcio- do ośmiokomórkowe i w tym stanie najlepiej nadają się do transferu do odpowiednio przygotowanej hormonalnie macicy przyszłej matki. Jeżeli taka procedura jest niemożliwa ze względu na stan zdrowia kobiety lub w trakcie procedury zapłodnienia uzyskano większą liczbę zdrowych zarodków i jest zgoda ich rodziców, można dokonać kriokonserwacji, czyli ich zamrożenia i zmagazynowania w temperaturze ciekłego azotu w specjalnych mediach zapobiegających termicznemu uszkodzeniu komórek. Tak potraktowane zarodki mogą być magazynowane przez długi czas, a po odmrożeniu nadają się do wszczepienia do macicy i mogą rozwijać się w prawidłowe płody [13, 14].

Diagnostyka preimplantacyjna

Okres, w którym zarodki pozostają poza organizmem matki, może być wykorzystany do badania ich zdrowotności oraz przydatności do umieszczenia w macicy. Badania te nazywane są diagnostyką preimplantacyjną. To postępowanie medyczne ma na celu maksymalne ograniczenie możliwości rodzenia się dzieci z wadami wrodzonymi i powinno objąć zarodki przyszłych matek obciążonych genetycznie, kiedy istnieje możliwość dziedziczenia jednostki chorobowej. Standardowo powinno ono objąć także pacjentki, które w momencie zabiegu przekroczyły 35. rok życia. Badania w pierwszym rzędzie polegają na mikroskopowej ocenie morfologicznej zarodków. Tej ocenie podlega wygląd blastomerów, regularność ich kształtu i możliwych do obserwacji elementów cytoplazmatycznych oraz przebieg i regularność zakładania się kolejnych bruzd podziałowych. 

Ważniejsze jednak wydają się badania genetyczne polegające na sprawdzaniu stanu materiału genetycznego komórek jajowych. W tym celu wykorzystuje się ciałka kierunkowe wydzielane w trakcie podziałów mejotycznych. Rozwój technik genetyki molekularnej pozwala obecnie również na badania genomów wczesnego zarodka. W tym celu pobiera się jeden z blastomerów, co w przypadku kilkukomórkowego zarodka nie wywołuje niekorzystnych efektów rozwojowych. Jądro tej komórki staje się materiałem badawczym, który po namnożeniu DNA z zastosowaniem metody PCR (ang. polymerase chain reaction) jest analizowany genomowo, co pozwala na wykrycie nie tylko aberracji chromosomowych będących przyczyną ciężkich wad (np. zespołu Downa, Patau czy Edwardsa), ale również po zastosowaniu barwienia FISH (ang. fluorescent in situ hybridization) nieprawidłowości dotyczących pojedynczych genów mutacyjnych skutkujących rozwojem groźnych chorób potomstwa. Dodatkowym argumentem za stosowaniem diagnostyki preimplantacyjnej jest ograniczenie poronień nieprawidłowo rozwijających się płodów [12, 15–17].

Podsumowanie

Umieszczenie zarodków w odpowiednio przygotowanej macicy jest krótkim i prostym zabiegiem ginekologicznym. Po jego wykonaniu pacjentka powinna pozostać pod kontrolą lekarską w celu monitorowaniu stanu implantacji i rozwoju płodu oraz rekcji organizmu kobiety na rozpoczynającą się ciążę. Często bowiem konieczna jest dodatkowa hormonoterapia progesteronowa, by zwiększyć prawdopodobieństwo utrzymania ciąży. Po kilku dniach wykonany powinien zostać test ciążowy, którego pozytywny wynik potwierdza się poprzez badanie USG. Ciężarna musi liczyć się jednak z faktem, że mogą u niej w późniejszym okresie wystąpić powikłania spotykane w trakcie ciąży uzyskanej w sposób naturalny. Sukces ciąży po in vitro nie zwalnia przyszłej matki z konieczności i obowiązku regularnych badań lekarskich jej przebiegu [18]. 

Piśmiennictwo

  1. Kozioł K., Lewandowski P., Wolski J.K. Rozród człowieka. Malejąca rola kobiety w niepłodności małżeńskiej. Nowa Medycyna – Urologia 2000, V, //www.czytelniamedyczna.pl/nm_17.php.
  2. Śliwa L. Wpływ leczenia niepłodności techniką wspomaganego rozrodu na zdrowie populacji Ludzkiej. Nowa Medycyna 2008; 1: 11–13.
  3. Wołczyński S., Zbucka M., Leśniewska M. Zdrowie dzieci z ciąż po leczeniu technikami rozrodu wspomaganego medycznie. Endocrinol. Pol. 2005; 6: 975–979. 
  4. Steptoe P.G., Edwards A.S. Birth after the reimplantation of human embryos. Lancet 1978; 2: 366–367.
  5. Pisarski T., Szamatowicz M. Niepłodność. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 1997.
  6. Domitrz J., Jagiełło E., Chrostowski B., Szamatowicz J., Wołczański S. Współczesne metody leczenia niepłodności związanej z wiekiem. Ginekol. Pol. 2005; 9: 747–753.
  7. Henkel R.R., Schill W.B. Sperm preparation for ART. Reorid. Biol. Ebdocrinol. 2003; 1: 108–119.
  8. Thijssen A., Klerkx E., Huyser C., Bosmans E., Campo R., Ombelet W. Influence of temperature and sperm preparation on the quality of spermatozoa. Reprod. Biol. Med. 2014; 28: 436–442.
  9. Tkaczuk-Włach J., Robak-Chołubek D., Jakiel G. Niepłodność męska. Przegląd Menop. 2006; 5: 333–228.
  10. Grochowlski D., Szamatowicz J. Techniki wspomaganego rozrodu w niepłodności. Postepy Biol. Kom. 1999; 12: 45–51. 
  11. Verberg M.F.G., Macklon N.S., Nargund G., Frydman R., Devroey P., Broekmans F.J., Fauser B.C.J.M. Mild ovarian stimulation for IVF. Human Reprod. Update 2009; 15: 13–29.
  12. Baczkowski T. Kurzawa R., Głabowski W. Methods of embryo scoring in in vitro Fertilisation. Reprod. Biol. 2004; 4: 5–22.
  13. Gardne D.K., Weissman A., Howles C.I., Shoham Z. textbook of assisted reproductive techniques: laboratory and clinical perspectives. Martin Dunitz Ltd., London 2001.
  14. Nagy Z.P., Varghese A.C., Agarwalo A. (eds.).. Practical manual of in vitro fertilisation. Advanced methods and novel devices. Springer, New York 2012.
  15. Elder K., Cohen J. Human preimplantation embryo selection. CRS Press, New York 2007.
  16. Kovacs P. Embryo selection: the role of time-lapse monitoring. Reprod. Biol. Endocrinol. 2014; 12: 124–135.
  17. Van Montfoort A.P., Dumoulin J.C., Kester A.D., Evers J.L. Early cleavage is a valuable addition to existing embryo selection parameters: a study using single embryo transfer. Human Reprod. 2004, 19: 2103–2108.
  18. Bożek K., Sito A. Opieka zdrowotna nad rodziną. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2003.

Przypisy