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giovedì 22 febbraio 2024

Selezione avanzata dello sperma

Panoramica della selezione dello sperma microfluidico

L'infertilità deriva da tre fattori principali: ovociti, sperma e problemi del tratto riproduttivo femminile come condizioni uterine o ovariche sfavorevoli. Ci sono anche altri fattori come problemi del sistema immunitario, malattie infettive o condizioni ambientali, ma l'incidenza di questi problemi è relativamente inferiore rispetto ai fattori ovocitari, spermatici e uterini/cervicali/ovarici.

Anche se tradizionalmente si ritiene che l'infertilità sia più un problema femminile e che la maggior parte delle coppie che non sono in grado di concepire non siano in grado di farlo a causa dell'infertilità da fattore femminile, NON è così. L'infertilità da fattore maschile è prevalente quanto l'infertilità da fattore femminile e studi recenti indicano che l'incidenza dell'infertilità da fattore maschile ha numeri simili a quelli dell'incidenza dell'infertilità da fattore femminile. Con tali numeri, è chiaro che lo sperma richiede più attenzione che ha ricevuto tradizionalmente.

La selezione dello sperma è una parte molto importante di qualsiasi trattamento dell'infertilità. Essere in grado di selezionare gli spermatozoi "migliori" o "più vitali" per la fecondazione fa una grande differenza sia nei tassi di fecondazione embrionale che nel risultato complessivo del trattamento di fertilità.

Fino ad oggi, molti progressi tecnologici ci hanno permesso di selezionare gli spermatozoi più performanti durante i trattamenti di fecondazione in vitro per dare ai nostri pazienti maggiori possibilità di successo. Uno di questi progressi è stato Intra Cytoplasmatic Sperm Injection, noto come ICSI. L'ICSI è un metodo in cui la mano dell'embriologo seleziona al microscopio lo sperma con le migliori prestazioni e lo inietta direttamente nella cellula uovo per la fecondazione. Questo metodo è ora utilizzato come procedura standard in tutti i trattamenti di fecondazione in vitro presso il Centro di fecondazione in vitro di Cipro del Nord.

Più recentemente, al North Cyprus IVF Center, siamo in grado di offrire un'altra svolta scientifica nei trattamenti di fecondazione in vitro per la prima volta a Cipro dal 2015, nota come "Chip microfluidico integrato". Questo sistema è progettato per consentire solo agli spermatozoi mobili con integrità del DNA di passare attraverso i microcanali del chip. In questo modo, lo sperma che viene selezionato dal meccanismo è noto per essere puro e di qualità superiore. In un certo senso, gli spermatozoi devono superare un microscopico percorso ad ostacoli per raggiungere l'altra estremità del chip. Ciò aumenta la nostra possibilità di utilizzare gli spermatozoi che hanno maggiori probabilità di fecondare con successo le uova.

Uno degli aspetti positivi di questo dispositivo è che non utilizza sostanze chimiche o centrifugazione, il che significa che la tecnica non aggiunge alcuno stress agli spermatozoi mentre fa il suo lavoro. Il dispositivo si basa solo sulla capacità degli spermatozoi di muoversi attraverso i canali microscopici. Biologicamente, nel concepimento naturale, gli spermatozoi nuotano attraverso un ambiente fluidico variabile nel sistema riproduttivo femminile con micro-canali acquosi che aiutano a guidarli verso l'uovo. In questo dispositivo, gli spermatozoi vengono posizionati a un'estremità di uno stretto canale e lasciati nuotare verso l'altra estremità. Dopo il periodo di incubazione, gli spermatozoi che hanno raggiunto con successo il traguardo vengono rimossi dall'estremità del canale e utilizzati per la fecondazione tramite ICSI. L'idea è di imitare ciò che accade naturalmente, che è noto per ridurre al minimo il rischio di anomalie genetiche come risultato della selezione naturale.

Il chip microfluidico integrato per la selezione dello sperma è un metodo ideale per i pazienti con problemi legati allo sperma. Soprattutto i pazienti di sesso maschile con scarsa motilità e morfologia degli spermatozoi possono trarre grandi vantaggi da questa tecnologia. Tuttavia, il gruppo principale di pazienti che possono davvero beneficiare di questa tecnologia sono le coppie i cui embrioni non riescono a svilupparsi oltre un certo stadio di sviluppo a causa di probabili problemi genetici con lo sperma. È stato dimostrato che i campioni di sperma con un elevato difetto del DNA sono associati a una minore formazione di blastocisti e, di conseguenza, a tassi di impianto inferiori. Ciò è dovuto al fatto che gli spermatozoi svuotano il loro contenuto genetico nell'uovo pochi giorni dopo la fecondazione. Pertanto, anche se c'è la fecondazione, gli embrioni smettono di crescere dopo alcuni giorni quando c'è un difetto del DNA con lo spermatozoo che ha fecondato l'ovocita. Questo è esattamente il motivo per cui questa tecnologia attuale è un importante passo avanti che può eventualmente ridurre in larga misura i fallimenti della fecondazione in vitro.

Il diagramma seguente riassume come funziona il chip MicroFluidic e come è possibile selezionare lo sperma con una maggiore integrità del DNA con l'uso di questa tecnologia:


La selezione dello sperma basata sull'integrità del DNA consente di utilizzare gli spermatozoi della massima qualità durante i trattamenti di fecondazione in vitro.

Una miscela di seme crudo viene posta su un lato del chip MicroFluidic. Questi spermatozoi passano attraverso una rete di microcanali, che imita i percorsi cervicali. Solo gli spermatozoi vitali saranno in grado di completare questo percorso e raggiungere l'altra estremità del microcanale. Ciò garantisce una selezione di successo dello sperma vitale di qualità superiore per la successiva procedura di fecondazione in vitro/ICSI.

A questo punto, ci si potrebbe chiedere se sarebbe un buon candidato per il trattamento con il chip MicroFluidic. Anche se potrebbe non esserci una scala di misurazione per l'idoneità a questo trattamento, alcuni gruppi di pazienti beneficeranno maggiormente del chip MicroFluidic rispetto ad altri. Questi includono:

– Uomini il cui esame dello sperma indica una morfologia molto scadente. Se non ci sono quasi spermatozoi normali nell'eiaculato, essere in grado di selezionare quelli senza difetti del DNA dovrebbe essere la preoccupazione principale. Poiché il chip MicroFluidic è in grado di separare gli spermatozoi in base alla loro integrità del DNA, gli spermatozoi che sono in grado di attraversare il chip saranno quelli che possiedono questa qualità. Questo è un progresso significativo rispetto alle tecnologie ICSI/IMSI, che consentono solo all'embriologo di scegliere gli spermatozoi "più belli" senza alcun riferimento al loro contenuto o integrità del DNA.

– Coppie che hanno subito un numero di cicli di fecondazione in vitro falliti in cui non si sospetta che la paziente abbia problemi. Soprattutto nei casi in cui la crescita dell'embrione rallenta dopo la fase di scissione, i problemi legati allo sperma sono maggiormente enfatizzati. È stato dimostrato attraverso vari studi che mentre lo spermatozoo è in grado di fecondare l'ovocita dopo la fusione, il contenuto di DNA dello spermatozoo non viene attivato fino alle fasi successive dello sviluppo embrionale. Più precisamente, dopo la fase di scissione dell'embrione. Se una coppia ha subito diversi tentativi di fecondazione in vitro e gli embrioni non riescono a crescere oltre un certo stadio di sviluppo quando sia gli spermatozoi che gli ovociti "sembrano" normali, allora il problema potrebbe derivare da un difetto del DNA dello sperma. In questo caso, il chip MicroFluidic può separare i buoni dai cattivi.

– Uomini sottoposti a test del DNA dello sperma e a cui è stato diagnosticato un difetto del DNA. In questo caso, il chip MicroFluidic non solo è consigliato, ma è visto come una necessità.

Va, tuttavia, tenuto presente che la selezione dello sperma MicroFluidic ha i suoi limiti. Sebbene la tecnologia sia all'avanguardia e la sua applicazione abbia finora prodotto risultati incredibili, non tutti i pazienti saranno adatti al trattamento con il chip MicroFluidic. Come spiegato sopra, il chip imita i percorsi cervicali naturali per la selezione degli spermatozoi "con le migliori prestazioni". Tuttavia, gli spermatozoi dovrebbero avere un certo livello di mobilità (motilità) per nuotare attraverso il chip per raggiungere l'altra estremità. Se il campione di sperma ha una motilità molto scarsa, è probabile che non ci saranno spermatozoi in grado di raggiungere l'altra estremità del chip e il metodo fallirà. Per evitare questo problema, presso il North Cyprus IVF Centre, tutti i campioni di sperma sono ben esaminati prima di essere inseriti nel chip MicroFluidic e solo i campioni con più di un certo livello di motilità sono accettati per la procedura.


Nuovi progressi nelle tecnologie IVF

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