Come selezionare il miglior spermatozoo per fecondare un ovocito?

Come selezionare lo spermatozoo in grado di fecondare l’ovocito e dare origine ad un embrione di buona qualità: questa questione è oggetto di numerosi studi tesi ad offrire una risposta adeguata.

Nonostante negli ultimi anni sia state utilizzate diverse tecniche di riproduzione assistita per trattare i problemi di fertilità, i risultati si potrebbero migliorare. In primo luogo, è importante determinare il ruolo che svolge lo spermatozoo, visto che si considerava come un semplice mezzo di trasporto del materiale genetico paterno e non influiva sullo sviluppo successivo. Questo dato è stato scartato in quanto si è dimostrato che non solo influisce nel processo di fecondazione, ma che uno spermatozoo anomalo può dare origine ad embrioni anomali o persino contribuire ai cosiddetti errori di annidamento.

Valutazioni per una miglior selezione spermatica

Le tecniche abituali di preparazione del campione di liquido seminale (capacitazione), ci permettono di selezionare gli spermatozoi con maggior motilità e morfologia. Ma, cosa succede con le caratteristiche che non siamo in grado di valutare al momento della ICSI (microiniezione intracitoplasmatica di spermatozoi)?

Alcuni esempi di queste caratteristiche:

• Integrità del DNA
• Maturità dello spermatozoo
• Ultramorfologia dello spermatozoo

MACS e anexina V-GW: campi magnetici per la selezione degli spermatozoi più appropriati

La selezione degli spermatozoi idonei nei campioni di liquido seminale con un elevato tasso di frammentazione del DNA, è stata migliorata grazie all’apparizione di tecniche di selezione di spermatozoi preapoptotici (in fase di morte cellulare programmata). La tecnica più utilizzata è la separazione cellulare mediante attivazione magnetica (MACS) con cui vengono trattenuti gli spermatozoi con minor potenziale e vengono selezionati gli spermatozoi il cui DNA non è frammentato. Sono stati effettuati diversi studi per confrontare i risultati dei trattamenti in cui sono state applicate tecniche di MACS completando le tecniche di capacitazione convenzionali per la selezione spermatica e si è osservato un aumento del tasso di divisione embrionale e gravidanza. Attualmente esiste un’altra tecnica basata sullo stesso principio del MACS, denominata tecnica di annessina V-GW (annessina V Glass Wool), la cui differenza principale sta nel trattamento del campione.

Fertile Chip: selezione in casi di frammentazione di doppia catena

La frammentazione del DNA può essere di catena semplice e doppia. Nel caso di frammentazione di catena doppia sono state sviluppate tecniche per la selezione di spermatozoi idonei, tra cui la Fertile chip®. Questo metodo si basa sull’analisi della motilità degli spermatozoi. Gli spermatozoi che presentano frammentazione di catena doppia hanno una motilità caratteristica e la tecnica Fertilechip®, permette di separare gli spermatozoi idonei da quelli che non lo sono. Questa tecnica semplice e di facile applicazione potrebbe applicarsi su pazienti con errori di annidamento, aborti ripetitivi o divisioni embrionali lente tra il 3º e 5º giorni di sviluppo dell’embrione. La limitazione di questa tecnica si dimostra nei campioni seminali di bassa qualità.  O nei campioni crioconservati che non permettono di recuperare spermatozoi sufficienti per effettuare una microiniezione.

PICSI:  Discriminazione in spermatozoi con aneuploidie

La maturità dello spermatozoo è legata all’apparizione di aneuploidie (alterazioni che modificano il numero di cromosomi). Esistono mezzi specifici per selezionare spermatozoi maturi come lo Sperm Flow, anche se la tecnica più utilizzata per analizzare lo stato di maturità dello spermatozoo è la cosiddetta PICSI.

Questa tecnica si basa sull’unione degli spermatozoi maturi ad una superficie (piastra di microiniezione) con acido ialuronico (AH), permettendo di selezionare gli spermatozoi uniti, e quindi maturi, per la microiniezione. Diversi studi recenti hanno dimostrato che l’unione dello spermatozoo al AH non rappresenta un incremento del tasso di fecondazione e di divisione embrionale, né influisce sulla qualità degli embrioni o sul tasso di aborto o gravidanza. L’effetto positivo dell’unione dello spermatozoo al AH è la riduzione della frammentazione del DNA, perché verranno selezionati gli spermatozoi che un DNA più integro e quindi con un minor rischio di aneuploidie nell’embrione.

Altre strategie per ottimizzare la selezione spermatica

Le caratteristiche morfologiche dello spermatozoo sono l’elemento principale della capacità di fecondazione maschile. Sono stati stabiliti criteri specifici che determinano una corretta morfologia dello spermatozoo (Kruger e Coetzee, 1999), ma come possiamo valutare questa morfologia durante la ICSI? Nei laboratori di fecondazione in vitro, la tecnica ICSI avviene a 400x (aumenti di osservazione al microscopio) e per valutare la ultramorfologia dello spermatozoo di richiede un’osservazione a 1000x. Per risolvere questo problema sono stati sviluppati metodi per la selezione di spermatozoi normali in tempo reale.

• MSOME (esame morfologico di organuli di spermatozoi mobili).
• CLASS (assorbimento della luce confocale e dispersione spectroscopica).
• Osservazione della birifrangenza dello spermatozoo con luce polarizzata.
• E la più conosciuta, la IMSI (microiniezione di spermatozoi selezionati morfologicamente).

Tutte queste tecniche richiedono persone esperte e specializzate e, trattandosi di tecniche soggettive, la selezione degli spermatozoi può variare da un osservatore a un altro.

Gli studi effettuati che valutano l’effettività di queste tecniche non hanno ritrovato differenze rispetto al tasso di fecondazione e qualità embrionale quando vengono applicate in sostituzione ad una ICSI convenzionale, ma è stato osservato un aumento del tasso di gravidanza, sebbene sia necessario effettuare studi più approfonditi per dimostrare l’efficacia a lungo termine.

La dottoressa Dori Rodríguez, biologa del Instituto Bernabeu.