Implantasi embrio adalah proses kompleks yang dimulai dengan perlekatan blastokista pada epitel uterus, diikuti oleh adhesi yang lebih stabil dan invasi ke dalam stroma uterus, yang bergantung pada pembentukan desidua dan jaringan vaskular yang mendukung pertumbuhan embrio.
Berbagai studi menunjukkan hubungan erat antara status vitamin D dan keberhasilan kehamilan, di mana kadar vitamin D meningkat selama awal kehamilan dan berperan penting dalam perkembangan janin. Vitamin D3 (1,25-dihidroksivitamin D3) mengatur metabolisme kalsium dan fosfor serta berperan dalam sistem imun dan sekresi hormon melalui interaksi dengan reseptor vitamin D (VDR). Aktivasi kompleks VDR berkontribusi terhadap angiogenesis dan re-endotelialisasi, yang krusial dalam implantasi embrio.
Studi pada hewan menunjukkan bahwa defisiensi vitamin D atau mutasi enzim yang mengaktivasi vitamin D dapat menyebabkan infertilitas akibat gangguan ovarium dan uterus. Meskipun beberapa studi mengaitkan kadar vitamin D yang tinggi dengan peningkatan keberhasilan IVF, hasil penelitian masih kontradiktif, dengan beberapa laporan menunjukkan bahwa vitamin D tidak signifikan dalam menentukan keberhasilan IVF atau bahkan dapat berdampak negatif pada kualitas embrio.
Dalam penelitian ini, pemberian vitamin D3 intrauterin terbukti meningkatkan lingkungan uterus, meningkatkan reseptivitas endometrium, angiogenesis, serta rekrutmen natural killer (NK) cells di uterus, yang pada akhirnya memperkuat interaksi maternal-fetal dan meningkatkan angka keberhasilan implantasi embrio tahap awal. Berdasarkan temuan ini, penelitian ini mengusulkan protokol optimal untuk pemberian vitamin D3 intrauterin guna meningkatkan tingkat keberhasilan implantasi embrio.
Penelitian ini menggunakan sampel jaringan endometrium manusia dan model hewan tikus untuk mengevaluasi efek vitamin D3 terhadap implantasi embrio. Jaringan endometrium diperoleh dari pasien yang menjalani histeroskopi diagnostik, sementara tikus betina diberikan vitamin D3 secara intrauterin dan dianalisis pada fase estrus. Kultur sel dilakukan menggunakan sel epitel endometrium manusia (Ishikawa cells) dan sel endotel (HUVEC) untuk menilai reseptivitas endometrium dan angiogenesis. Analisis molekuler dilakukan melalui qRT-PCR, imunohistokimia, dan imunofluoresensi untuk mengukur ekspresi gen dan protein terkait implantasi. Uji sprouting sel endotel serta analisis flow cytometry digunakan untuk mengevaluasi angiogenesis dan rekrutmen natural killer (NK) cells di uterus. Embrio tikus dikultur dan ditransfer ke sel endometrium untuk menilai stabilitas implantasi setelah paparan vitamin D3. Evaluasi kesuburan dilakukan dengan mengukur jumlah situs implantasi, berat janin, dan plasenta pada tikus yang menerima vitamin D3. Data dianalisis menggunakan t-test dan ANOVA, dengan p < 0,05 dianggap signifikan.
Pemberian vitamin D3 secara intrauterin pada tikus selama 1, 2, 3, 4, dan 12 hari (tiga kali perlakuan siklik setiap 4 hari) meningkatkan reseptivitas endometrium dengan peningkatan signifikan ekspresi Lif, Itgb3 (integrin β3) dan Spp1 (osteopontin/OPN) pada kelompok yang menerima vitamin D3 selama 1, 2, dan 12 hari dibandingkan kontrol (p < 0,05). Selain itu, ekspresi protein integrin β3, OPN penuh, dan OPN teraktivasi meningkat secara signifikan pada epitel luminal dan kelenjar endometrium setelah tiga kali perlakuan siklik selama 12 hari dibandingkan kelompok tanpa perlakuan. Vitamin D3 juga meningkatkan angiogenesis endometrium, yang ditunjukkan oleh peningkatan area positif CD31 (p < 0,05), jumlah nuklei (p < 0,05), dan panjang sprouting sel endotel (p < 0,05), serta peningkatan ekspresi protein CD31 dan mRNA Vegfa setelah perlakuan 12 hari dibandingkan kelompok kontrol.
Pada tikus hamil, pemberian vitamin D3 meningkatkan jumlah sel NK uterus total (CD3⁻NK1.1⁺) pada hari ke-7 dan ke-10 kehamilan dibandingkan kontrol secara signifikan, serta meningkatkan jumlah sel NK uterus yang berperan dalam remodelisasi arteri spinal (CD3⁻NK1.1⁺CD49a⁺) secara signifikan pada hari ke-10. Stabilitas implantasi embrio yang diukur melalui model in vitro menunjukkan bahwa kelompok yang menerima vitamin D3 selama 12 hari memiliki lebih banyak embrio yang tetap menempel setelah gangguan mekanis dibandingkan kontrol secara signifikan. Uji in vivo menunjukkan bahwa tikus yang menerima vitamin D3 dalam tiga kali perlakuan siklik memiliki peningkatan signifikan dalam jumlah situs implantasi dan berat janin dibandingkan kontrol, sedangkan kelompok yang hanya menerima vitamin D3 selama 1 atau 2 hari tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan.
Pada sampel manusia, pemberian vitamin D3 juga menunjukkan peningkatan reseptivitas endometrium melalui ekspresi faktor implantasi seperti integrin β3 dan OPN. Kultur sel epitel endometrium manusia (Ishikawa cells) yang diperlakukan dengan vitamin D3 selama 12 hari menunjukkan peningkatan signifikan dalam stabilitas perlekatan embrio, terutama setelah gangguan mekanis. Pengujian angiogenesis menggunakan model angiogenesis-on-a-chip dengan sel endotel vena umbilikalis manusia (HUVECs) menunjukkan peningkatan panjang sprouting sel endotel dan ekspresi CD31 setelah perlakuan vitamin D3 dibandingkan kontrol secara signifikan.
Kesimpulan:
Pemberian vitamin D3 secara intrauterin secara siklik meningkatkan reseptivitas endometrium, angiogenesis, serta rekrutmen sel NK uterus, sehingga dapat memperkuat interaksi maternal-fetal pada fase awal implantasi dan berpotensi menjadi adjuvan yang aman bagi wanita dengan kegagalan implantasi berulang dalam prosedur IVF-ET.
Gambar: Ilustrasi
Referensi:
Lee YG, Lee D, Cha H, Ahn J, Koo HS, Hwang SY, et al. The therapeutic effects of vitamin D3 administration on the embryo implantation. Biomedicine & Pharmacotherapy 2024 Jul 1;176:116853.
