Erweiterte Spermienauswahl

Die Auswahl der Spermien ist ein sehr wichtiger Bestandteil jeder Unfruchtbarkeitsbehandlung. Die Möglichkeit, die „besten“ oder „lebensfähigsten“ Spermien für die Befruchtung auszuwählen, macht einen großen Unterschied sowohl bei der Befruchtungsrate des Embryos als auch beim Gesamtergebnis der Fruchtbarkeitsbehandlung.

Bis heute haben uns viele Fortschritte in der Technologie ermöglicht, bei IVF-Behandlungen leistungsstärkere Spermien auszuwählen, um unseren Patienten eine höhere Erfolgschance zu bieten. Einer dieser Fortschritte war die intrazytoplasmatische Spermieninjektion, bekannt als ICSI. ICSI ist eine Methode, bei der der Embryologe unter dem Mikroskop die leistungsstärksten Spermien auswählt und diese zur Befruchtung direkt in die Eizelle injiziert. Diese Methode wird heute als Standardverfahren bei allen IVF-Behandlungen im IVF-Zentrum Nordzypern verwendet.

Kürzlich konnten wir im IVF-Zentrum Nordzypern zum ersten Mal seit 2015 in Zypern einen weiteren wissenschaftlichen Durchbruch bei IVF-Behandlungen anbieten, der als „Integrierter Mikrofluidik-Chip“ bekannt ist. Dieses System ist so konzipiert, dass nur bewegliche Spermien mit DNA-Integrität durch die Mikrokanäle des Chips gelangen. Auf diese Weise ist bekannt, dass die durch den Mechanismus sortierten Spermien rein und von höherer Qualität sind. Die Spermien müssen gewissermaßen einen mikroskopisch kleinen Hindernisparcours überwinden, um das andere Ende des Chips zu erreichen. Dies erhöht unsere Chance, die Spermien zu verwenden, die die Eizellen am wahrscheinlichsten erfolgreich befruchten.

Einer der Vorteile dieses Geräts ist, dass es keine Chemikalien oder Zentrifugation verwendet, was bedeutet, dass die Technik bei ihrer Arbeit keine Belastung für die Spermien darstellt. Das Gerät verlässt sich ausschließlich auf die Fähigkeit der Spermien, sich durch die mikroskopischen Kanäle zu bewegen. Biologisch gesehen schwimmen Spermien bei der natürlichen Empfängnis durch eine variable Flüssigkeitsumgebung im weiblichen Fortpflanzungssystem mit wässrigen Mikrokanälen, die ihnen dabei helfen, zur Eizelle zu gelangen. Bei diesem Gerät werden Spermien an einem Ende eines schmalen Kanals platziert und können zum anderen Ende schwimmen. Nach der Inkubationszeit werden die Spermien, die es erfolgreich bis zur Ziellinie geschafft haben, aus dem Kanalende entnommen und für die Befruchtung mittels ICSI verwendet. Die Idee besteht darin, die natürlichen Vorgänge nachzuahmen, was bekanntermaßen das Risiko genetischer Anomalien infolge natürlicher Selektion minimiert.

Der integrierte mikrofluidische Chip zur Spermienselektion ist eine ideale Methode für Patienten mit Spermienproblemen. Besonders männliche Patienten mit schlechter Beweglichkeit und Morphologie der Spermien können von dieser Technologie stark profitieren. Die Hauptgruppe der Patienten, die jedoch wirklich von dieser Technologie profitieren können, sind Paare, deren Embryonen sich aufgrund wahrscheinlicher genetischer Probleme mit den Spermien nicht über ein bestimmtes Entwicklungsstadium hinaus entwickeln. Es hat sich gezeigt, dass Spermienproben mit hohen DNA-Defekten mit einer geringeren Blastozystenbildung und damit geringeren Implantationsraten verbunden sind. Dies liegt daran, dass Spermien ihren genetischen Inhalt wenige Tage nach der Befruchtung in die Eizelle entleeren. Daher hören Embryonen trotz einer Befruchtung nach einigen Tagen auf zu wachsen, wenn ein DNA-Defekt in der Samenzelle vorliegt, die die Eizelle befruchtet hat. Genau aus diesem Grund ist diese aktuelle Technologie ein wichtiger Durchbruch, der möglicherweise IVF-Misserfolge um ein Vielfaches reduzieren kann.

Das folgende Diagramm fasst zusammen, wie der MicroFluidic-Chip funktioniert und wie mithilfe dieser Technologie Spermien mit höherer DNA-Integrität ausgewählt werden können:

Eine Mischung des Rohsamens wird auf eine Seite des MicroFluidic-Chips gegeben. Diese Spermien durchlaufen ein Mikrokanalnetzwerk, das den zervikalen Bahnen nachempfunden ist. Nur die lebensfähigen Spermien können diesen Weg zurücklegen und das andere Ende des Mikrokanals erreichen. Dies stellt eine erfolgreiche Auswahl lebensfähiger Spermien höherer Qualität für das folgende IVF/ICSI-Verfahren sicher.

An diesem Punkt könnte man fragen, ob er ein guter Kandidat für eine Behandlung mit dem MicroFluidic-Chip wäre. Auch wenn es möglicherweise keinen Maßstab für die Eignung für diese Behandlung gibt, profitieren bestimmte Patientengruppen stärker vom MicroFluidic-Chip als andere. Diese beinhalten:

– Männer, deren Spermientests eine sehr schlechte Morphologie anzeigen. Wenn im Ejakulat fast keine normalen Spermien vorhanden sind, sollte die Auswahl derjenigen ohne DNA-Defekt im Vordergrund stehen. Da der MicroFluidic-Chip in der Lage ist, die Spermien anhand ihrer DNA-Integrität zu trennen, verfügen diejenigen Spermien, die es durch den Chip schaffen, über diese Eigenschaft. Dies ist ein bedeutender Fortschritt gegenüber den ICSI/IMSI-Technologien, die es dem Embryologen nur ermöglichen, die „am besten aussehenden“ Spermien auszuwählen, ohne Rücksicht auf deren DNA-Gehalt oder Integrität.

– Paare, die mehrere fehlgeschlagene IVF-Zyklen hinter sich haben, bei denen bei der Patientin keine Probleme zu vermuten sind. Insbesondere in Fällen, in denen sich das Embryonenwachstum nach der Spaltungsphase verlangsamt, stehen die Probleme im Zusammenhang mit den Spermien stärker im Vordergrund. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass die Samenzelle zwar in der Lage ist, die Eizelle bei der Fusion zu befruchten, der DNA-Inhalt der Samenzelle jedoch erst in den späteren Stadien der Embryonalentwicklung aktiviert wird. Genauer gesagt, nach der Spaltungsphase des Embryos. Wenn sich ein Paar mehreren IVF-Versuchen unterzogen hat und die Embryonen nicht über ein bestimmtes Entwicklungsstadium hinauswachsen, in dem sowohl Spermien als auch Eizellen „normal“ zu sein scheinen, kann das Problem auf einen DNA-Defekt der Spermien zurückzuführen sein. In diesem Fall kann der MicroFluidic-Chip die Guten von den Schlechten trennen.

– Männer, die sich einem Spermien-DNA-Test unterzogen haben und bei denen ein DNA-Defekt diagnostiziert wurde. In diesem Fall wird der MicroFluidic-Chip nicht nur empfohlen, sondern als Notwendigkeit angesehen.

Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Spermienselektion mit MicroFluidic ihre Grenzen hat. Obwohl die Technologie bahnbrechend ist und ihre Anwendung bisher unglaubliche Ergebnisse erbracht hat, ist nicht jeder Patient für die Behandlung mit dem MicroFluidic-Chip geeignet. Wie oben erläutert, ahmt der Chip die natürlichen Wege des Gebärmutterhalses nach, um die „leistungsstärksten“ Spermien auszuwählen. Allerdings müssen die Spermien über eine gewisse Beweglichkeit (Motilität) verfügen, um über den Chip bis zum anderen Ende zu schwimmen. Wenn die Spermienprobe eine sehr schlechte Beweglichkeit aufweist, ist es wahrscheinlich, dass keine Spermien bis zum anderen Ende des Chips gelangen und die Methode fehlschlägt. Um dieses Problem zu vermeiden, werden im IVF-Zentrum Nordzypern alle Spermienproben gründlich untersucht, bevor sie in den MicroFluidic-Chip gegeben werden, und nur Proben mit mehr als einem bestimmten Grad an Beweglichkeit werden für das Verfahren akzeptiert.