Induzione della reazione acrosomiale prima dell'ICSI (RA-ICSI)

Introduzione La microiniezione intracitoplasmatica di spermatozoi (ICSI) produce il 70% di ovociti e zigoti fecondati che si sviluppano per lo più normalmente. Per eseguire l'ICSI, uno spermatozoo viene prelevato da una sospensione di spermatozoi dopo la migrazione del gradiente. Viene quindi immobilizzato rompendo il suo flagello utilizzando una micropipetta e introdotto nel citoplasma dell'ovocita.

Il tasso di reazione acrosomiale spontanea nell'uomo è inferiore al 20%. Due studi sulla percentuale di spermatozoi acrosomiale reagito e immobilizzato hanno evidenziato che il 95% di essi presenta una destabilizzazione della membrana ma solo il 17,8% di essi ha effettuato un AR completo. In altre parole, quando abbiamo microiniettato 10 spermatozoi, solo 2 di essi si sono completamente liberati del loro materiale acrosomiale. Tutti gli altri vengono introdotti nell'ovocita con materiale acrosomiale. Ma questo materiale normalmente non entra nell'ovocita poiché la reazione acrosomiale è un prerequisito per il passaggio della zona pellucida che circonda l'uovo.

L'importanza dell'utilizzo di uno spermatozoo con reazione acrosomiale per il successo dell'ICSI è stata precedentemente evidenziata in diverse specie animali. È stato dimostrato che l'induzione della reazione acrosomiale nei topi porta a tassi di fecondazione più elevati (dal 30% al 60% circa). È simile, nel coniglio e nei cavalli. Kemura et al. ha anche riferito che gli ovociti di topo iniettati con sperma di coniglio e criceto acrosomiale intatto hanno mostrato un'attivazione nucleare e la cessazione dello sviluppo embrionale senza raggiungere lo stadio a due cellule. Questa "citotossicità" degli stessi spermatozoi scompare quando vengono rilasciati dai loro acrosomi prima dell'iniezione. In un altro studio, nel criceto dorato è stato dimostrato l'effetto dannoso sulla sopravvivenza degli ovociti della presenza dell'acrosoma durante l'iniezione delle teste degli spermatozoi. Tutti gli ovociti microiniettati con spermatozoi acrosomali intatti erano morti, mentre solo quelli iniettati con spermatozoi con reazione acrosomiale non solo sono sopravvissuti, ma si sono anche sviluppati fino allo stadio di due pronuclei nel 79% dei casi e hanno contribuito a ottenere nati vivi (19%).

Il team di Yanagimachi ha riportato uno studio sull'effetto potenzialmente pericoloso dell'incorporazione dell'acrosoma spermatico di diverse specie all'interno di ovociti di topo. Secondo questi autori, i componenti dannosi sarebbero probabilmente gli enzimi come l'acrosina simile alla tripsina e la ialuronidasi, poiché la loro iniezione mimava gli effetti dell'ICSI con spermatozoi acrosomali intatti. Nello stesso studio è stato confermato che gli effetti tossici erano correlati alla dimensione dell'acrosoma e quindi al contenuto di enzimi proteasi.

Gli effetti tossici dell'acrosoma e del suo contenuto sono stati descritti esplicitamente da Morozumi e Yanagimachi. Induce la deformazione dell'ovocita dall'aspetto irregolare, l'edema o la citolisi con l'aspetto del citoplasma pseudo-vacuolato. Inoltre, è stato stabilito che il danno causato da enzimi esogeni o acrosomali era correlato con la rottura del citoscheletro dell'ovocita attraverso un accumulo aberrante di microtubuli nella corteccia dell'ovocita.

Oltre alle alterazioni morfologiche e ultrastrutturali dell'ovocita, l'incorporazione dell'acrosoma può comportare una mancata attivazione nucleare dell'ovocita. Cassai et al. riferito che il completamento della meiosi degli ovociti si verifica più velocemente se lo sperma è stato rilasciato dall'acrosoma. Allo stesso modo, nei suini è stato osservato un aumento del tasso di fecondazione dopo ICSI con spermatozoi con reazione acrosomiale. Lo studio di Morozumi et al. hanno anche dimostrato che l'induzione della reazione acrosomiale degli spermatozoi di diverse specie prima dell'ICSI ha provocato un'accelerazione dell'attivazione degli ovociti, che si è manifestata negli spermatozoi umani. Ciò è stato evidenziato dalle differenze significative tra i profili delle oscillazioni del calcio dopo ICSI con spermatozoi con acrosoma intatto o con reazione acrosomiale. Le onde di calcio registrate negli ovociti iniettati con spermatozoi con reazione acrosomiale sono state caratterizzate da un inizio e un'ampiezza precoci e una frequenza più elevata. Al contrario, la risposta del calcio è stata ritardata in modo anomalo negli ovociti iniettati con spermatozoi acrosomali intatti.

Pertanto, le oscillazioni del calcio alterate, i segnali "chiave" di attivazione degli ovociti durante l'ICSI, sono la causa dello sviluppo anormale dell'embrione preimpianto fino allo stadio di blastocisti. In effetti, la percentuale di nascite di topi sani vivi è aumentata dal 40% al 71%, quando lo sperma intatto o con reazione acrosomiale viene microiniettato, rispettivamente.

Questi stessi studi hanno anche dimostrato due cose:

• L'introduzione di materiale acrosomiale è più dannosa quando la quantità è grande rispetto al volume dell'ovocita. C'è quindi interesse a ridurre sistematicamente la quantità di materiale introdotto nel citoplasma dell'ovocita per migliorare lo sviluppo embrionale.
• La seconda cosa è che l'induzione della reazione acrosomiale prima dell'ICSI migliora notevolmente lo sviluppo embrionale e quindi il numero di bambini nati dal trasferimento embrionale.

Sebbene l'ICSI nell'uomo fornisca risultati molto soddisfacenti, il tasso di neonati ottenuti dall'embrione è inferiore a quello ottenuto dopo il trasferimento di embrioni mediante fecondazione in vitro. Quindi, esiste la possibilità di migliorare i risultati dell'ICSI mediante l'induzione della reazione acrosomiale prima della microiniezione.

Dopo diversi studi abbiamo utilizzato l'incubazione degli spermatozoi con il fluido follicolare (FF) del partner per indurre la reazione acrosomiale degli spermatozoi (Karim Rahal, 2011 Master Thesis 2). FF è davvero un potente induttore dell'AR. Non vi è alcun problema di tracciabilità poiché il FF della paziente viene utilizzato solo per lo sperma del marito. Questa tecnica può essere applicata al seme più povero. Infine, la tecnica viene utilizzata in una routine molto semplice, poiché il liquido follicolare viene sempre recuperato durante il prelievo degli ovociti e quindi disponibile.