Selekce spermií mikrofluidní separací zlepšuje kvalitu embryí (SPERM)

Více než 70 milionů párů na celém světě je neplodných a až 40 milionů aktivně vyhledává péči o neplodnost. V roce 2013 bylo ve Spojených státech amerických provedeno celkem 160 521 postupů asistované reprodukce (ART). Nedílnou součástí asistované reprodukce je izolace pohyblivých a morfologicky normálních spermií. Tradiční zpracování spermií pro asistovanou reprodukci zahrnuje centrifugaci a techniky „swim up“, které využívají gradient hustoty k izolaci pohyblivých spermií. Tato technika zahrnuje několik kroků centrifugace (200-1800 g) s částicemi koloidního oxidu křemičitého. V tomto procesu spermie a další materiál tvoří odlišné pruhy. Má se za to, že tento postup umožňuje eliminaci abnormálních/nehybných spermií, stejně jako debris, čímž se izolují pohyblivé lidské spermie. Nicméně se ukázalo, že proces centrifugace indukuje poškození DNA a produkuje reaktivní formy kyslíku, čímž potenciálně ohrožuje kvalitu spermií a následné laboratorní výsledky, jako je rychlost oplodnění a kvalita embrya. Zvýšené poškození DNA spermií bylo spojeno se špatnými výsledky asistované reprodukce, včetně nižší míry oplodnění, zhoršené progrese embrya a snížené míry těhotenství. Podrobnosti procesu centrifugace v hustotním gradientu nejsou regulovány FDA.

Naproti tomu mikrofluidní třídění spermií má schopnost selektivně izolovat vysoce pohyblivé, morfologicky normální spermie s vysokou integritou DNA z nezpracovaného vzorku spermatu. Mikrofluidní technologie izoluje zdravé spermie laminárním tokem a vytváří gradienty přes kanály. Mikrofluidní čip, který plánujeme studovat v naší randomizované klinické studii, využívá prostorově omezené mikrofluidní třídění k výběru vysoce pohyblivých a morfologicky normálních spermií v průtokovém a chemickém provedení. Na rozdíl od standardní centrifugace s hustotním gradientem není v tomto procesu nutná žádná manipulace se spermiemi. Surové sperma je zavedeno do přítoku a pouze pohyblivé a morfologicky normální spermie jsou schopny plavat čipem do odtoku, kde jsou shromažďovány pro použití.

Ve vzorcích spermatu od zdravých dobrovolníků mužského pohlaví rozdělených do standardního zpracování pomocí centrifugace a postupu plavání ve srovnání s mikrofluidním tříděním spermií byla detekována významně vyšší procento motility a nižší rychlost fragmentace DNA spermatu u mikrofluidního vzorkování spermií. Technika mikrofluidního třídění spermií se tak ukázala být účinným a spolehlivým prostředkem přípravy spermatu ve srovnání s centrifugací a postupem plavání. Zatímco tento mikrofluidní čip byl klinicky používán v Mexiku, Turecku, Jižní Africe, Itálii, Řecku a Švýcarsku, což vedlo k více než 5 000 živě narozených dětí, jeho použití v klinické praxi nebylo důsledně studováno. Naším cílem je porovnat tradiční přípravu a mikrofluidní třídění spermií na výsledcích asistované reprodukce včetně oplodnění oocytů a kvality embryí u subjektů s anamnézou špatné kvality embryí, které se rozhodly podstoupit opakovaný cyklus oplodnění in vitro kvůli neplodnosti.