Klinische tests om het succes van kunstmatige voortplantingstechnieken te voorspellen

Achtergrond Tegenwoordig is het duidelijk dat vitamine D meer algemene effecten heeft dan de klassieke effecten die verband houden met botmineralisatie en calciumhomeostase. Vitamine D-tekort resulteert in verminderde voortplantingsprestaties bij verschillende diersoorten, en onlangs hebben de onderzoekers aangetoond dat de vitamine D-receptor (VDR), activerende (CYP2R1, CYP27A1, CYP27B1) en inactiverende (CYP24A1) enzymen tot expressie komen in de menselijke testis, epididymis, zaadblaasje, prostaat en spermatozoa. Functionele studies toonden aan dat geactiveerde vitamine D de intracellulaire calcium- en spermamotiliteit in volwassen spermatozoa verhoogt, en daarom niet alleen belangrijk kan zijn voor de spermatogenese maar ook voor de spermafunctie. Een cross-sectionele studie van 300 jonge, gezonde Deense mannen toonde aan dat mannen met lagere niveaus van serum 25-hydroxyvitamine D een significant lager aantal normaal ontwikkelde en beweeglijke spermatozoa hebben. Tot nu toe werden de meeste gevallen van mannelijke onvruchtbaarheid geclassificeerd als "idiopathisch", en werden onvruchtbare paren doorverwezen naar symptomatische behandeling in onvruchtbaarheidsklinieken. Deze vruchtbaarheidsbehandelingen zijn vaak fysiek zwaar voor de vrouwelijke partner en duur voor de gezondheidszorg. Elke test die zou kunnen helpen bij het begeleiden van de behandeling van het onvruchtbare paar zou gunstig zijn voor zowel de onvruchtbare paren als de samenleving in het algemeen. Onze bevindingen dat vitamine D een rol kan spelen voor de kwaliteit van het menselijk sperma, worden nu klinisch getest. Als vitamine D-suppletie efficiënt blijkt, opent dit voor het eerst de weg naar een oorzakelijke, veilige en goedkope behandeling van ten minste enkele gevallen van "idiopathische" verminderde spermakwaliteit. Dit kan gevolgen hebben, aangezien vitamine D kan worden gebruikt om sperma van hoge kwaliteit te selecteren tijdens kunstmatige voortplantingstechnieken. De aanwezigheid van de vitamine D-receptor en vitamine D-metaboliserende enzymen in een bepaalde CYP24A1 kan onderscheid maken tussen sperma en normale en onvruchtbare mannen. CYP24A1 komt tot expressie in de annulus van normaal sperma, maar is vrijwel afwezig in spermatozoa van onvruchtbare mannen. Dit geeft aan dat CYP24A1 kan worden gebruikt als een marker om onderscheid te maken tussen goed en ongezond sperma en daarom kan dienen als een voorspellende klinische marker voor vruchtbaarheid. Dit geeft aan dat CYP24A1-expressie ook kan helpen bij het voorspellen van de kans op succes door gebruik te maken van inseminatie (IUI), IVF of ICSI. CYP24A1-expressie wordt geïnduceerd door geactiveerde vitamine D via de VDR, wat aangeeft dat andere door VDR geactiveerde genen ook kunnen dienen als positief voorspellende markers van vruchtbaarheid.

Naast het eenvoudige gebruik van VDR, CYP24A1 en andere vitamine D-gereguleerde genen in menselijk sperma als klinische markers, is het ook belangrijk om de functie van vitamine D bij de voortplanting te bepalen. Om dit te begrijpen, is het belangrijk om de concentratie van vitamine D-metabolieten in het mannelijke en vrouwelijke voortplantingsstelsel te bepalen. Als vitamine D-metabolieten bijvoorbeeld niet detecteerbaar zijn in het mannelijke voortplantingsstelsel, maar meetbaar in het vrouwelijke voortplantingsstelsel, kan het belangrijk zijn voor signalering naar de capaciterende (geactiveerde) spermatozoa. De verschillende vitamine D-metabolieten en andere factoren in het vrouwelijke voortplantingsstelsel zullen worden gemeten om te bepalen of ze alleen of in combinatie met andere markers goede voorspellers kunnen zijn van het succes na een IUI-, IVF- of ICSI-behandeling. De voorgestelde klinische studie kan daarom naast CYP24A1 verschillende secundaire eindpunten evalueren in onze zoektocht naar voorspellende markers voor bevruchting. Bijvoorbeeld verschillende biomarkers in serum, zaadplasma of folliculair vocht in combinatie met bekende polymorfismen in verschillende genen die belangrijk zijn voor de reproductieve functie. Bijvoorbeeld genetische variatie in FSH-signalering. Single nucleotide polymorphisms (SNP's) gerelateerd aan genen die coderen voor de FSHβ-subeenheid (FSHB) en de FSH-receptor (FSHR) beïnvloeden de FSH-productie (FSHB c.-211 G>T) en de gevoeligheid/expressie van de receptor in vitro (FSHR c.2039A >G & FSHR c.-29G>A). FSHR c.2039A>G, maar niet FSHR c.-29G>A, wordt in verband gebracht met verhoogde FSH-waarden bij volwassen vrouwen, terwijl er tegenstrijdige resultaten zijn voor FSHB c.-211 G>T (7;8). Mogen deze polymorfismen en andere specifieke polymorfismen invloed hebben op het mannelijke en vrouwelijke vruchtbaarheidspotentieel, de spermakwaliteit en reproductieve hormonen.

SETTING, WETENSCHAPPELIJK PLAN EN REKRUTERING Deelnemers zullen worden opgenomen onder onvruchtbare paren die zijn doorverwezen voor IUI, IVF of ICSI bij Dansk fertilitetsklinik. Het ontwerp is een prospectieve, geblindeerde cohortstudie in één centrum. Het onderzoek van alle monsters zal geblindeerd zijn, aangezien onderzoekers geen informatie hebben over de klinische gegevens, het falen/succes van de behandeling. alle deelnemers worden gevolgd tot 9 maanden na hun behandeling om het aantal levendgeborenen, abortussen enz. te evalueren.

DEELNEMERS Alle doorverwezen onvruchtbare paren zullen worden uitgenodigd om deel te nemen, maar beide partners moeten > 18 jaar zijn en de vrouwen < 43 jaar oud. vrouwen die donorinseminatie gebruiken, zullen ook worden opgenomen. Verwachte 800-1000 IUI en 400 IVF/ICSI zullen in de studieperiode in de kliniek worden uitgevoerd. De onderzoekers gaan ervan uit dat er maximaal 600 IUI en 200 IVF/ICSI willen deelnemen. Dus 800 behandelingen is het doel voor opname in de studie. De onderzoekers verwachten een klein terugtrekkingspercentage (< 20) vanwege de hoge motivatie en geen nadelige effecten.

ANALYSE Reproductieve hormonen, genetische analyses, hormoonontregelaars en groeifactoren zullen worden geanalyseerd op dept. van GR, Rigshospitalet en calciumregulatoren, waaronder vitamine D-metabolieten in het ziekenhuis van Holbæk.

STEEKPROEFGROOTTE BEREKENING EN STATISTIEKEN De vermogensschatting is gebaseerd op de gepubliceerde gegevens over CYP24A1 als een positieve marker van spermakwaliteit. De associatie tussen klinische zwangerschap en CYP24A1 wordt geschat vergelijkbaar te zijn met de associatie met spermamotiliteit. Dit impliceert dat N=600 IUI voldoende zal zijn om het effect van CYP24A1 als marker voor zwangerschap en levend geboortecijfer te evalueren, omdat de onderzoekers schatten dat ten minste 12% een positieve zwangerschapstest zal hebben. Wanneer de initiële verzameling van onbewerkt sperma/percoll-gescheiden sperma en de gegevens zijn voltooid, zal na 9 maanden een aanvullende hoeveelheid klinische observaties worden verkregen op het aantal levendgeborenen, abortussen enz. Secundaire analyses van het vermoedelijke verband tussen klinische eindpunten en de expressie van VDR en andere vitamine D-gereguleerde genen in sperma zullen worden onderzocht op een willekeurig geselecteerde subset van monsters N=300. Alle vermelde genetische analyses zullen worden uitgevoerd op alle mannen en alle vrouwen met DNA. Folliculair vocht wordt tijdens IVF of ICSI opgevangen als er geen besmetting met bloed is. Analyses van verschillende markers in de folliculaire vloeistof en cellen zullen in verband worden gebracht met oöcytkwaliteit, zwangerschap en levend geboortecijfer.

ETHIEK EN BIJWERKINGEN Alle patiënten hebben hun eerste bezoek en onderzoeken afgerond voordat ze worden uitgenodigd om deel te nemen aan het onderzoek. Het verlies van spermatozoa voor elke man als gevolg van het maken van de cytospin heeft geen invloed op het succes van IUI, IVF of ICSI omdat de onderzoekers minder dan 2,5% van de spermapool zullen gebruiken.

PUBLICATIE VAN RESULTATEN Alle resultaten, positief of negatief, zullen worden voorgelegd aan collegiaal getoetste wetenschappelijke tijdschriften. Achtereenvolgens worden gegevens verkregen en overgebracht naar een statistische database.

Vooraf gedefinieerde subgroepanalyses Leeftijd van de vrouw, spermaconcentratie, TTP, BMI, expressie van CYP24A1/VDR in sperma, ruw sperma versus percoll gescheiden, serum vitamine D-spiegels en de vermelde genetische polymorfismen onder secundaire eindpunten.