Найважливішим кроком під час ЕКЗ є відбір ембріонів для перенесення. Методи відбору ембріонів наразі використовують дві основні стратегії: інвазивну та неінвазивну. Неінвазивніпідходи включають морфологічну оцінку та моніторинг з інтервалом часу. Інвазивні стратегії включають біопсію клітин трофектодерми (ТЕ) для передіплантаційного генетичного тестування (PGT). Протягом останніх двох десятиліть традиційний метод відбору ембріонів для перенесення базувався на критичній оцінці морфологічних параметрів під час ембріонального розвитку. В останні кілька років поєднання морфології з кінетикою надихнуло нову галузь під назвою «морфокінетика», яка дозволила новий спосіб оцінки та відбору ембріонів шляхом безперервного спостереження. Морфологічна оцінка проводиться один раз на день у встановлені моменти часу, оскільки багаторазове вилучення ембріонів з середовища інкубатора для спостереження може призвести до небажаних змін температури та pH у чашці для культивування ембріонів.Оцінка зазвичай проводиться під оптичним мікроскопом і полягає в підрахунку кількості клітин, рівня фрагментації або багатоядерності, серед інших параметрів.
Розвиток ембріонів – це динамічна подія, і тому статичні спостереження за ембріональним ростом можуть обмежуватись в розрізненні відмінностей між ембріонами. Впровадження систем покадрової візуалізації та моніторингу в ембріологічній лабораторії дозволило проводити детальніші спостереження за кінетикою розвитку ембріонів.
Кінетика ембріона включає кілька часових інтервалів. Ці інтервали включають тривалість між заплідненням та появою пронуклеуса, тривалість зникнення пронуклеуса (PN) після запліднення, тривалість першого цитокінезу , тривалість між першим та другим мітозом та тривалість другого та третього мітозу. Додаткові часові інтервали включають час бластуляції та розширення бластоцисти, а також час вилуплення бластоцисти.
Після запліднення зигота проходить серію мітотичних поділів, що призводить до утворення менших ядерних клітин – бластомерів. Культивування ембріонів у системі з уповільненою зйомкою дозволяє класифікувати їх за двома різними моделями поділу: ембріони, які демонструють нормальний або аномальний поділ у будь-який момент часу від запліднення до моменту компактизації ембріона. Ембріони з нормальним поділом можна розділити на дві підгрупи: ембріони, які діляться синхронно, та ті, які демонструють принаймні один асинхронний поділ. Синхронне дроблення ембріону характеризуються синхронними поділами з 2 бластомерів на 4, 8 та 16 бластомерів. Асинхронне дроблення характеризуються принаймні одним асинхронним поділом, що призводить до утворення ембріонів з 3, 5, 6, 7, 10 або 12 бластомерами. Аномальне дроблення ембріона включає наступне: прямий поділ, при якому один бластомер ділиться на більш ніж два дочірні бластомери; нерівномірний поділ, тобто утворення бластомерів асиметричного розміру; зворотній поділ, що проявляється зменшенням кількості бластомерів, найімовірніше, через злиття бластомерів або недостатність цитокінезу.Дослідження показали, що ембріони з нерівномірним дробленням експресували високу частку бластомерів з численними хромосомними абераціями порівняно з тими ембріонами з нормальним дробленням (29,4% та 8,5% відповідно). Наявність багатоядерності всередині бластомерів є аномалією дроблення. При такій патології в бластомері може бути наявно від двох і більше ядер. Пряме дроблення пов'язане з нижчими показниками імплантації. Є припущення, що можливим механізмом появи прямого дроблення є зміни в генах, пов'язаних з клітинним циклом. Така зміна може призвести до хромосомних аномалій та анеуплоїдії. Дослідження показують, що ембріони з прямим дробленням можуть розвиватися в хромосомно нормальні бластоцисти, ймовірно, шляхом виключення аномальних клітин під час процесу компактизації як механізму «самокорекції», який усуває хромосомно аномальні клітини всередині ембріона. Також слід зазначити, що показники імплантації таких бластоцистприблизно на 10-30% менші, ніж у бластоцист з нормальною динамікою дроблення. Зазвичай ембріони класифікуються як такі, що мають добру, задовільну або погану морфологію. Тому найчастіше використовуваним параметром відбору ембріонів для перенесення є морфологічний бал ембріона.
Численні дані свідчать про те, що точний час певних подій, таких як формування пронуклеусів, сингамія, ранні події дроблення, інтервали клітинного циклу, синхронність поділу клітин та ініціація бластуляції, є показниками потенціалу розвитку ембріона. Крім того, було показано, що стан ембріона може помітно змінитися протягом кількох годин, і важливі події можуть бути пропущені між моментами спостереження.
Візуалізація аномальних процесів, таких як пряме дроблення та зворотне дроблення, які раніше були неможливі за допомогою звичайної статичної мікроскопії, може бути корисною як критерій деселекції. Як морфологічні, так і морфокінетичніпараметри, такі як фрагментація понад 50%, характер першого дроблення (пряме або зворотне дроблення), а також час першого та другого дроблення, можуть бути використані для прогнозування формування бластоцисти.
Ембріоскоп-інкубатор, оснащений вбудованим мікроскопом та камерою високої чіткості, що дозволяє безперервно контролювати ріст ембріонів. Конструкція деяких моделей оснащена камерами, які здатні візуалізувати до 72 ембріонів одночасно. Висококонтрастні зображення для кожного ембріона робляться кожні 15 хвилин. Кадрова мікроскопія дозволила візуалізувати ядерні та цитоплазматичні процеси в ембріоні протягом усього інтервалу культивування. Здатність постійно контролювати прогрес ембріона до цих контрольних показників може допомогти у виборі найкращих ембріонів для перенесення в матку. На ранніх стадіях розвитку, від зиготи до стадії бластоцисти, ембріон зазнає динамічних та інтенсивних морфологічних змін. Таким чином, використання лише статичних морфологічних критеріїв надає обмежену та суб'єктивну інформацію для прогнозування потенціалу розвитку ембріона. Більше того, морфологічний вигляд ембріона не завжди відображає його фізіологію.
Крім того, уповільнена зйомка дозволяє спостерігати точні моменти часу поділу клітин, ущільнення та формування бластоцисти, генерації та поглинання фрагментів, а також багатоядерності. Таким чином, оцінка бластоцисти в звичайних системах інкубації базується лише на морфологічних критеріях, наприклад, формуванні та розширенні бластоцелю, якості внутрішньої клітинної маси та якості трофектодерми, тоді як в інструментах уповільненої зйомки, окрім кінцевої морфології до перенесення, можна оцінювати кінетичні параметри.
Нещодавно численні моделі штучного інтелекту (ШІ) були інтегровані в практику ембріологічних лабораторій як інструмент для оцінки ембріонів перед їх перенесенням. Застосування штучного інтелекту продемонструвало потенціал для автоматизації оцінки ембріонів та підвищення ефективності ручного сортування. Наразі ми знаходимося на етапі, коли такий підхід може бути корисним для відбору ембріонів для перенесення, які, найімовірніше, будуть еуплоїдними та життєздатними.
Спостерігалось, що кінетичні параметри, присутні в моносомних та трисомних ембріонах, не сильно відрізнялися від кінетичних параметрів еуплоїдних ембріонів порівняно з дуже складними анеуплоїдіями, які відрізнялися більшою мірою. Тому моделі ризику анеуплоїдії рекомендуються лише тоді, коли преімплантаційне генетичне тестування на анеуплоїдію (PGT-A) неможливе без шкоди для ембріона.
На сьогоднішній день морфологічне спостереження залишається найпоширенішим методом для ембріологів моніторингу розвитку ембріонів та визначення оптимальних ембріонів для перенесення. Однак хромосомні аномалії в ембріонах виділяються як важливий фактор, що впливає на рівень успішності ЕКЗ. Навіть морфологічно нормальні ембріони можуть демонструвати числові або структурні хромосомні аномалії, що призводить до таких проблем, як ненастання імплантації, звичні втрати вагітності або вроджені вади плода. Морфокінетика є способом оцінки ембріонів і тому ніколи не замінить генетичне тестування як таке.Морфокінетичні параметри можуть бути цінними для оцінки якості ембріонів, але можуть залишатися непоміченими при використанні стереомікроскопа та вимагати огляду ембріонів у певні моменти часу. Технологія покадрової зйомки дозволяє неінвазивне та безперервне спостереження за розвитком ембріона від запліднення до перенесення.
Системи покадрової візуалізації надають можливість оптимізувати відбір ембріонів на основі морфологічного градації, а також забезпечують нові кінетичні параметри. Морфокінетика може ще більше покращити точний відбір ембріонів і, отже, результати ЕКЗ.