Outcomes of oocytes in vitro maturation (IVM) in polycystic ovaries and poor responder infertile women

Abstract

In-vitro maturation (IVM) of human oocyte is becoming increasingly important in treating some aspects of infertility. It is a potential tool to minimize the risk of severe ovarian hyper-stimulation (OHSS) representing an alternative and affordable treatment for women with polycystic ovary syndrome. Our aim is to study the effect of : (1) Concentration of recombinant follicle stimulating hormone(r-FSH) in culture media and (2) follicle size, on oocyte maturation, fertilization, cleavage and pregnancy rates in women with PCOs. In a randomized study of 100 women in an IVF program, 50 patients with 674 germinal vesicle (GV) oocyte were allocated to study the effect of three concentrations of r-FSH (0.0, 0.075, and 7.5IU) supplemented in culture media on oocyte maturation, fertilization, cleavage, and pregnancy rate. The remaining 50 patients produced 500 GV and were allocated to study the effect of two follicle r sizes (8-10 and 11-13mm) on the same parameters as above. Oocyte maturation rate had significantly (P.<0.05) increased from 47% at 0.0 (control) to 81 and 83% at 0.075 and 7.5 IU/ml of r-FSH concentration, respectively. Fertilization, cleavage, and clinical pregnancy rates showed similar trend and significantly increased from 45 to 83 and 80%; from 32 to 80 and 77% and from 0 to 17 and 14% at the three r-FSH concentrations, respectively. The results however showed that increasing r-FSH concentration to more than 0.075 IU did not further improved the rates of the above parameters even when the concentration was increased 100 folds. Follicular size on the other hand showed significant (P<0.05) increase on the above parameters. Oocytes retrieved from 11-13 mm follicles showed higher rates of maturation, fertilization, cleavage, and pregnancy, than those retrieved from 8-10 mm follicles. The above parameters increased from 48 to 70%; from 54 to 76%, from 64 to 68%, and from 11 to 22.5%, respectively. The results suggested that r-FSH supplementation in the culture media concentrations of 0.075 IU was optimum in the present study and improving GV maturation, fertilization, cleavage and pregnancy rate. The results also showed that oocytes recovered from follicles with 11-13 mm in diameter provided higher maturation rates and a better subsequent developmental competence than those retrieved from smaller follicles of 8-10 mm diameter.

Die In-vitro-Maturation von menschlichen Eizellen gewinnt bei der Behandlung bestimmter Formen der Infertilität zunehmend an Bedeutung. Im Gegensatz zu herkömmlichen unterstützenden Reproduktionsverfahren, der In-vitro- Fertilisation (IVF) und der intrazytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI), bei denen reife Eizellen zur Befruchtung entnommen werden, werden bei der IVM unreife Eizellen entnommen, die vor der Befruchtung und dem Embryotransfer im Labor reifen. Der Ablauf der In-vitro-Maturation (IVM) ist relativ einfach. Die Behandlungsdauer ist relativ kurz, und die Kosten sind niedriger als bei der konventionellen IVF. Zudem werden die Nebenwirkungen der Stimulation (insbesondere das ovarielle Überstimulationssyndrom – OHSS) vermieden. Diese Studie diente der Untersuchung der Auswirkung der Konzentration des rekombinanten Follikel-stimulierenden Hormons (r-FSH) im Kulturmedium und der Follikelgröβe auf die Eizellenreifung, Fertilisation und Zellteilung sowie dem Vergleich der Ergebnisse der In-vitro-Maturation unreifer Eizellen, die in situ von infertilen Frauen mit polyzystischen Ovarien und schlechten Respondern gewonnen wurden. Im ersten Teil der Studie wurden einhundert (100) Frauen in einem IVF- Programm nach dem Zufallsprinzip untersucht. Fünfzig (50) Patientinnen wurden in das erste Experiment mit 674 Eizellen in Keimbläschen (GV) aufgenommen, um die Auswirkung von drei r-FSH- Konzentrationen (0,0, 0,075 und 7,5 I.E.) im Kulturmedium auf die Eizellenreinfung, Fertilisation, Zellteilung und Schwangerschaftsquote zu untersuchen. Die anderen 50 Patientinnen produzierten 500 GV und wurden in das zweite Experiment aufgenommen, um die Auswirkung von zwei Follikelgröβen (8-10 und 11-13 mm Durchmesser) auf die gleichen Parameter zu untersuchen. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die Eizellenreifung signifikant (P<0,05) von 47% bei einer Konzentration von 0,0 (Kontrollgruppe) auf 81% (bei einer Konzentration von 0,075 I.E. r-FSH) bzw. 83% (bei einer Konzentration von 7,5 I.E. r-FSH) angestiegen ist. Für die genannten r-FSH-Konzentrationen weisen die Fertilisationsrate (Anstieg von 45 auf 83 bzw. 80%), die Zeillteilungsrate (Anstieg von 32 auf 80 bzw. 77%) und die klinische Schwangerschaftsrate (Anstieg von 0 auf 17 bzw. 14%) einen ähnlichen Trend auf. Die Ergebnisse haben jedoch gezeigt, dass eine Steigerung der r-FSH-Konzentration auf über 0,075 I.E. die Quoten der oben genannten Parameter auch dann nicht weiter verbessert, wenn die Konzentration um das 100-fache erhöht wurde. Andererseits bewirkte die Follikelgröße ebenfalls einen signifikanten (P<0,05) Anstieg der oben genannten Parameter, Eizellen, die aus Follikeln der Gröβe 11-13 mm gewonnen wurden, erzielten gegenüber Eizellen, die aus 8-10 mm groβe Follikeln gewonnen wurden, höhere Raten von Maturation (Anstieg von 48 auf 70%), Fertilisation (Anstieg von 54 auf 76%), Zellteilung (Anstieg von 64 auf 68%) und Schwangerschaften (Anstieg von 11 auf 22,5%). Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Zugabe von 0,075 I.E. r-FSH zum Kulturmedium in dieser Studie optimal war und eine Verbesserung von Maturations-, Fertilisations-, Zellteilungs- und Schwangerschaftsrate der GV bewirkte. Die Ergebnisse haben auβerdem gezeigt, dass Follikel mit einem Durchmesser von 11-13 mm höhere Maturationsquoten erzielten und sich anschließend besser entwickelten als Eizellen aus kleineren Follikeln von 8-10 mm Durchmesser. Der dritte Teil der Studie wurde mit vierzig (40) infertilen Frauen mit (20) polyzystischen Ovarien und (20) schlechten Respondern durchgeführt. Sie wurden nach dem Zufallsprinzip während ihrer Behandlung mit ICSI im Rahmen des IVF-Programms rekrutiert. Patientinnen mit polyzystischen Ovarien (PCO) wurden per Ultraschall und durch erfolglose IFV-Verfahren in stimulierten Zyklen diagnostiziert. Schlechte Responder sind Patientinnen, die auf eine Standard- Ovulationsstimulation schlecht oder überhaupt nicht reagierten. Im dritten Experiment wurden PCO-Patientinnen in zwei Untergruppen unterteilt, von denen 12 Patientinnen vorweigend unregelmäβige, anovulatorische Menstruationszyklen und 8 regelmäßige Zyklen hatten. Die Ergebnisse dieses Studienteils haben gezeigt, dass die Gruppe der schlechten Responder ein höheres Durchschnittsalter hatte als die PCO-Gruppe. Obgleich der Unterschied nicht signifikant war, ist es allgemein bekannt, dass das Alter einen Einfluss auf die IVF und IVM und insbesondere auf die Eigenschaften der Eizellen und das Endergebnis hat. Der basale Body-Mass-Index war in der PCO-Gruppe signifikant höher. Adipositas und Oligomenorrhoe sind zwei wesentliche Merkmale von PCO- Patientinnen. Die Zyklusdauer war bei PCO-Patientinnen erheblich länger. Bei PCO-Patientinnen mit unregelmäβigem Zyklus konnten signifikant mehr Eizellen gewonnen werden als bei PCO-Patientinnen mit regelmäßigem Zyklus. Eizellen, die bei Patientinnen mit regelmäßigem Zyklus gewonnen wurden, hatten ein wesentlich größeres Entwicklungspotential als die von Patientinnen mit unregelmäβigem, anovulattorischem Zyklus. Die Maturations-, Fertilisations-und Teilungsraten waren höher. Zudem wiesen Embryonen von Patientinnen mit regelmäßigem Zyklus eine gröβere Embryoentwicklungsrate auf, was auf eine schnellere Zellteilung bei den Embryonen dieser Patientengruppe deutet. Die Ergebnisse habe gezeigt, dass Eizellen nach der In-vitro-Maturation, die bei PCO-Patientinnen gewonnen wurden, besser entrwicklungsfähig sind als Eizellen, die von schlechten Respondern gewonnen wurden. Dies ist neben anderen Faktoren dadurch zu erklären, dass die meisten schlechten Responder alter als PCO- Patientinnen sind. Diese Studie hat gezeigt, dass die Einflussfaktoren auf die Reifung von unreifen Eizellen und auf die Entwicklungsfähigkeit noch nicht vollständig geklärt sind. Es gilt noch viele Wissenslücken zu schlieβen und weitere Faktoren näher zu untersuchen.