Mitochondrial dysfunction and embryo quality: prospects for antioxidant correction containing myo-inositol and D-chiroinositol in a 5:1 ratio, manganese and folic acid

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Objective: To evaluate the functional activity of mitochondria of cumulus cells and embryo quality in protocols of assisted reproductive technologies (ART) in reproductive-aged patients with anovulatory infertility and obesity taking myo-inositol (MI) and D-chiroinositol (DCI) complex in a 5:1 ratio in combination with manganese and folic acid.

Materials and methods: The study included 22 patients with obesity and anovulatory infertility. The patients of the main group (n=11) received one sachet of Dikirogen complex two times/day for six months before the ART protocol, the comparison group (n=11) did not receive Dikirogen. The obtained embryos were cultured in the EmbryoVisor incubator with time-lapse function. Confocal laser scanning microscopy was used to study the mitochondrial activity of cumulus cells.

Results: No statistically significant differences were found in the comparison of morphokinetic parameters of embryos, but the blastulation rate in the main group was significantly higher than in the comparison group (57.01±1.99 vs 48.19±3.13, p=0.04). The evaluation of mitochondrial networks in cumulus cells showed a significantly higher emission intensity in the main group than in the comparison group (48.28±1.14 and 42.03±1.24, p=0.002).

Conclusion: The combined therapy with antioxidants, vitamins and trace elements (2000 mg MI, 400 mg DHI, 400 μg folic acid, 10 mg manganese) administered for six months before the initiation of the ART protocol can reduce mitochondrial dysfunction of cumulus cells, decrease oxidative stress and lead to the improvement of oocyte quality.

About the authors

Ksenia V. Ob’edkova

D.O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproduction

Email: julian.ryzhov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2056-7907

PhD, Senior Researcher at the Department of Reproductology

Russian Federation, 199034, Saint-Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

Julian R. Ryzhov

D.O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproduction

Author for correspondence.
Email: julian.ryzhov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5073-8279

Junior Researcher at the Department of Reproductology

Russian Federation, 199034, Saint-Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

Vladislava V. Khalenko

D.O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproduction

Email: julian.ryzhov@gmail.com

Junior Researcher at the Department of Reproductology

Russian Federation, 199034, Saint-Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

Mariia A. Ishchuk

D.O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproduction

Email: julian.ryzhov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4443-4287

Embryologist at the Assisted Reproductive Technology Department

Russian Federation, 199034, Saint-Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

Yanina M. Sagurova

D.O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproduction

Email: julian.ryzhov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4947-8171

Embryologist at the Assisted Reproductive Technology Department

Russian Federation, 199034, Saint-Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

Elena A. Lesik

D.O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproduction

Email: julian.ryzhov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1611-6318

PhD, Senior Embryologist at the Assisted Reproductive Technology Department

Russian Federation, 199034, Saint-Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

Evgenia M. Komarova

D.O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproduction

Email: julian.ryzhov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9988-9879

PhD, Head of the Early Embryogenesis Laboratory of the Department of Reproductology

Russian Federation, 199034, Saint-Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

Alexander M. Gzgzyan

D.O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproduction

Email: julian.ryzhov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3917-9493

Dr. Med. Sci., Professor, Leading Researcher at the Department of Reproductology

Russian Federation, 199034, Saint-Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

Olesya N. Bespalova

D.O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproduction

Email: julian.ryzhov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6542-5953

Dr. Med. Sci., Deputy Director for Scientific Work

Russian Federation, 199034, Saint-Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

Igor Yu. Kogan

D.O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproduction

Email: julian.ryzhov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7351-6900

Dr. Med. Sci., Professor, Corresponding Member of Russian Academy of Sciences, Director

Russian Federation, 199034, Saint-Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

Natalia I. Tapilskaya

D.O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproduction

Email: julian.ryzhov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5309-0087

Dr. Med. Sci., Professor, Head of the Department of Reproductology

Russian Federation, 199034, Saint-Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

References

  1. Piomboni P., Focarelli R., Capaldo A., Stendardi A., Cappelli V., Cianci A. et al. Protein modification as oxidative stress marker in follicular fluid from women with polycystic ovary syndrome: the effect of inositol and metformin. J. Assist. Reprod. Genet. 2014; 31(10): 1269-76. https://dx.doi.org/10.1007/s10815-014-0307-z.
  2. Сафронова Н.А., Калинина Е.А., Донников А.Е., Бурменская О.В., Макарова Н.П., Кулакова Е.В., Алиева К.У. Перспективы исследования маркеров клеток кумулюса для оценки качества ооцитов и эмбрионов в программах вспомогательных репродуктивных технологий. Акушерство и гинекология. 2015; 12: 21-5. [Safronova N.A., Kalinina E.A., Donnikov A.E., Burmenskaya O.V., Makarova N.P., Kulakova E.V., Alieva K.U. Prospects for studying cumulus cell markers to assess the quality of oocytes and embryos in assisted reproductive technology programs. Obstetrics and Gynecology. 2015; (12): 21-5. (in Russian)].
  3. Bausenwein J., Serke H., Eberle K., Hirrlinger J., Jogschies P., Hmeidan F.A. et al. Elevated levels of oxidized low-density lipoprotein and of catalase activity in follicular fluid of obese women. Mol. Hum. Reprod. 2010; 16(2): 117-24. https://dx.doi.org/10.1093/molehr/gap078.
  4. Chattopadhayay R., Ganesh A., Samanta J., Jana S.K., Chakravarty B.N., Chaudhury K. Effect of follicular fluid oxidative stress on meiotic spindle formation in infertile women with polycystic ovarian syndrome. Gynecol. Obstet. Invest. 2010; 69(3): 197-202. https://dx.doi.org/10.1159/000270900.
  5. Esencan E., Beroukhim G., Seifer D.B. Age-related changes in Folliculogenesis and potential modifiers to improve fertility outcomes - A narrative review. Reprod. Biol. Endocrinol. 2022; 20(1): 156. https://dx.doi.org/10.1186/s12958-022-01033-x.
  6. Nestler J.E., Jacubowicz D.J., Reamer P., Gunn R.D., Allan G. Ovulatory and metabolic effects of D-chiro-inositol in the polycystic ovary syndrome. N. Engl. J. Med. 1999; 340(17): 1314-20. https://dx.doi.org/10.1056/NEJM199904293401703.
  7. Schimberni M. The use of nutritional supplements in the treatment of male factor infertility. In: Supplements and herbal remedies. Featured in obstetrics and gynecology. 2006 CIC international Ed.: 38-40.
  8. Baillargeon J.P., Nestler J.E., Ostlund R.E., Apridonidze T., Diamanti-Kandarakis E. Greek hyperinsulinemic women, with or without polycystic ovary syndrome, display altered inositols metabolism. Hum. Reprod. 2008; 23(6): 1439-46. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/den097.
  9. Papaleo E., Unfer V., Baillargeon J.P., Fusi F., Occhi F., De Santis L. Myo-inositol may improve oocyte quality in intracytoplasmic sperm injection cycles. A prospective, controlled, randomized trial. Fertil. Steril. 2009; 91(5): 1750-4. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2008.01.088.
  10. Morgante G., Orvieto R., Di Sabatino A., Musacchio M.C., De Leo V. The role of inositol supplementation in patients with polycystic ovary syndrome, with insulin resistance, undergoing the low-dose gonadotropin ovulation induction regimen. Fertil. Steril. 2011; 95(8): 2642-4. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2011.01.035.
  11. Тапильская Н.И., Сажина И.Н., Андреева М.Д., Сорокина О.В. Эффективность применения комбинации миоинозитола и D-хироинозитола в соотношении 5:1 с марганцем и фолиевой кислотой у пациенток репродуктивного возраста с нерегулярным менструальным циклом и ожирением. Гинекология. 2022; 24(2): 101-7. [Tapilskaya N.I., Sazhina I.N., Andreeva M.D., Sorokina O.V. Clinical effect of the combination of myoinositol and D-chiroinositol in the ratio 5:1 with manganese and folic acid on female reproductive function in patients with anovulatory infertility in patients with abnormal menstrual cycles and obesity. Gynecology. 2022; 24(2): 101-7. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.26442/20795696.2022.2.201393.
  12. Комарова Е.М., Лесик Е.А., Объедкова К.В., Рыжов Ю.Р., Гзгзян А.М., Тапильская Н.И. Прогностическое значение маркеров митохондриальной дисфункции клеток кумулюса в получении эмбрионов оптимального качества в протоколах вспомогательных репродуктивных технологий. Проблемы репродукции. 2023; 29(6): 57-64. [Komarova E.M., Lesik E.A., Ob’edkova K.V., Ryzhov Ju. R., Gzgzyan A.M., Tapilskaya N.I. Prognostic significance of cumulus cells mitochondrial dysfunction markers in obtaining optimal quality embryos in assisted reproductive technologies protocols. Russian Journal of Human Reproduction. 2023; 29(6): 57-64. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.17116/repro20232906157.
  13. Панферов Е.В., Тапильская Н.И., Масиева К.С., Объедкова К.В., Гзгзян А.М. Митохондриальные сети клеток кумулюса и качество ооцитов. Известия Российской Военно-медицинской академии. 2022; 41(3): 303-8. [Panferov E.V., Tapilskaya N.I., Masieva K.S., Ob’edkova K.V., Gzgzyan A.M. Mitochondrial networks of cumulus cells and oocyte quality. Russian Military Medical Academy Reports. 2022; 41(3): 303-8. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.17816/rmmar109074.
  14. ESHRE Special Interest Group of Embryology and Alpha Scientists in Reproductive Medicine. Electronic address: coticchio.biogenesi@grupposandonato.it. The Vienna consensus: report of an expert meeting on the development of ART laboratory performance indicators. Reprod. Biomed. Online. 2017; 35(5): 494-510. https://dx.doi.org/10.1016/j.rbmo.2017.06.015.
  15. Tan T.C.Y., Dunning K.R. Non-invasive assessment of oocyte developmental competence. Reprod. Fertil. Dev. 2022; 35(2): 39-50. https://dx.doi.org/10.1071/RD22217.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Algorithm for selecting patients for the study

Download (656KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Comparison of morphokinetic parameters of embryo cultivation of the main and control groups

Download (286KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Confocal laser scanning microscopy

Download (97KB)
Indexing metadata

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».