No Specific Gene Expression Signature in Human Granulosa and Cumulus Cells for Prediction of Oocyte Fertilisation and Embryo Implantation

Abstract

In human IVF procedures objective and reliable biomarkers of oocyte and embryo quality are needed in order to increase the use of single embryo transfer (SET) and thus prevent multiple pregnancies. During folliculogenesis there is an intense bi-directional communication between oocyte and follicular cells. For this reason gene expression profile of follicular cells could be an important indicator and biomarker of oocyte and embryo quality. The objective of this study was to identify gene expression signature(s) in human granulosa (GC) and cumulus (CC) cells predictive of successful embryo implantation and oocyte fertilization. Forty-one patients were included in the study and individual GC and CC samples were collected; oocytes were cultivated separately, allowing a correlation with IVF outcome and elective SET was performed. Gene expression analysis was performed using microarrays, followed by a quantitative real-time PCR validation. After statistical analysis of microarray data, there were no significantly differentially expressed genes (FDR<0,05) between non-fertilized and fertilized oocytes and non-implanted and implanted embryos in either of the cell type. Furthermore, the results of quantitative real-time PCR were in consent with microarray data as there were no significant differences in gene expression of genes selected for validation. In conclusion, we did not find biomarkers for prediction of oocyte fertilization and embryo implantation in IVF procedures in the present study.

Cumulus Cell Genes as Potential Biomarkers of Oocyte and Embryo Developmental Competence

“…Відбір ембріонів з більш високим потенціалом імплантації -найважливіше завдання у допоміжних репродуктивних технологіях [1,6,8]. Та-ким чином, будь-який об'єктивний метод оцінки компетентності ооцита і потенціалу імплантації й розвитку ембріона збільшив би успішність допоміжних репродуктивних технологій [2,3].…”

“…Ооцити і КК ростуть і розвиваються строго координовано і взаємозалежно. Вони є медіаторами розвитку ооцита і фертиліза-ції, а, ооцит у свою чергу регулює розвиток кумулюса [1,3,8,9,11]. У мишей кумулюс-но-ооцитарні клітинні комплекси (КОКК) відіграють центральну роль в овуляції, і здатність ооцитів підтримувати експресію генів у кумулюсі пов'язана з компетентністю ооцитів до розвитку [2,11,12].…”

“…Резуль-татом аналізу геномних і транскриптомних даних є визначення генів, які диференційно експресуються в різних експериментальних умовах [6]. Згідно з сучасною концепцією, КК можуть бути надійною моделлю для з'ясування якості ооцита та ефективності протоколу оваріальної гіперстимуляції і опосередковано прогнозувати анеуплоїдію ооцитів, ембріональний розвиток і результат вагітності [2,8,13]. Крім того, аналіз генної експресії в КК може допомогти зрозуміти механізми, які знижують репродуктивну здатність [4,14].…”

“…Водночас є результати, які демонструють відсутність суттєвих відмінностей між експресією генів, зокрема ЦОГ2, у КК та ГК, які оточували за-пліднені та незапліднені яйцеклітини, а також між успішно й неуспішно імплантованими ембріонами. Припускають, що причинами розбіжності у результатах можуть бути схема дослідження, протокол стимуляції, фізичний стан пацієнта [8].…”

“…Врешті решт, численні гени в КК могли б бути потенцій-ними маркерами для діагностики здатності розвитку ооцитів та ембріонів [3,5,8,32,33]. Треба визначити профіль їх експресії, важли-вий для селекції ембріона, провести дослід-ження, щоб виявити зв'язок між зміненою експресією мРНК в КК і розвитком ембріона, його життєздатністю.…”