Akrosomreaksjonsinduksjon før ICSI (RA-ICSI)

Introduksjon Intracytoplasmatisk spermmikroinjeksjon (ICSI) produserer 70 % av befruktede oocytter og zygoter som stort sett utvikler seg normalt. For å utføre ICSI tas en spermatozoon fra en spermsuspensjon etter gradientmigrering. Den immobiliseres deretter ved å bryte flagellen ved hjelp av en mikropipette, og introduseres i oocyttcytoplasmaet.

Frekvensen av spontan akrosomreaksjon hos mennesker er mindre enn 20 %. To studier på prosentandelen av akrosomreagerte og immobiliserte sædceller viste at 95 % av dem har en destabilisering av membranen, men bare 17,8 % av dem hadde gjort en full RA. Med andre ord, når vi mikroinjiserte 10 spermatozoer, er bare 2 av dem fullstendig kvitt akrosommaterialet. Alle andre introduseres i oocytten med akrosomalt materiale. Men dette materialet kommer normalt ikke inn i oocytten siden akrosomreaksjonen er en forutsetning for passasje av zona pellucida som omgir egget.

Betydningen av å bruke en akrosomreagert sædcelle for å lykkes med ICSI har tidligere blitt fremhevet hos flere dyrearter. Det er påvist at induksjonen av akrosomreaksjonen hos mus fører til høyere befruktningshastigheter (fra 30 % til ca. 60 %). Det er likt, i kanin og hester. Kimura et al. rapporterte også at museoocytter injisert med akrosom-intakt kanin- og hamstersæd viste en nukleær aktivering og opphør av embryonal utvikling uten å nå to-cellestadiet. Denne "cytotoksisiteten" til den samme sæden forsvinner når de frigjøres fra akrosomene før injeksjon. I en annen studie ble den skadelige effekten på oocyttenes overlevelse av tilstedeværelsen av akrosomet under injeksjonen av spermhoder påvist i gullhamsteren. Alle oocytter mikroinjisert med akrosom-intakte sædceller var døde, mens bare de som ble injisert med akrosomreagerte sædceller ikke bare har overlevd, men har også utviklet seg til stadium to pronucleus i 79 % av tilfellene og bidratt til å få levendefødte (19 %).

Teamet til Yanagimachi rapporterte en studie om den potensielt farlige effekten av inkorporering av spermakrosomet til forskjellige arter i museoocytter. I følge disse forfatterne vil skadelige komponenter sannsynligvis være enzymer som trypsinlignende akrosin og hyaluronidase, siden deres injeksjon etterlignet effekten av ICSI med akrosom-intakte sædceller. I samme studie ble det bekreftet at de toksiske effektene var korrelert med størrelsen på akrosomet og dermed innholdet av proteaseenzymer.

De toksiske effektene av akrosomet og dets innhold er eksplisitt beskrevet av Morozumi og Yanagimachi. Det induserer deformasjon av oocytten med et uregelmessig utseende, ødem eller cytolyse med et pseudovakuolert cytoplasma. Videre har det blitt fastslått at skaden forårsaket av eksogene eller acrosomale enzymer var korrelert med oocyttcytoskjelettforstyrrelser gjennom en avvikende akkumulering av mikrotubuli i cortex av oocytten.

I tillegg til de morfologiske og ultrastrukturelle endringene i oocytten, kan inkorporering av akrosomet resultere i manglende nukleær aktivering av oocytten. Kasai et al. rapporterte at fullføringen av oocytt-meiose skjer raskere hvis sædcellene ble frigjort fra akrosomet. Tilsvarende ble en økning i befruktningshastighet etter ICSI med akrosomreagerte sædceller observert hos griser. Studien til Morozumi et al. demonstrerte også at induksjonen av akrosomreaksjonen til sæd fra flere arter før ICSI resulterte i en akselerasjon av oocyttaktivering, som var manifestert i menneskelige sædceller. Dette ble bevist av de signifikante forskjellene mellom profilene til kalsiumoscillasjoner etter ICSI med akrosom-intakt eller akrosom-reagert sæd. Kalsiumbølger registrert i oocytter injisert med akrosomreagerte sædceller var preget av tidlig begynnelse og amplitude og høyere frekvens. I motsetning til dette var kalsiumresponsen unormalt forsinket i oocytter injisert med akrosom-intakt sperm.

Således er endrede kalsiumoscillasjoner, de "nøkkel" oocyttaktiveringssignalene under ICSI, årsaken til unormal pre-implantasjons embryoutvikling til blastocyststadiet. Faktisk økes andelen levende, sunne musfødsler fra 40 % til 71 %, når henholdsvis intakte eller akrosomreagerte sædceller mikroinjiseres.

De samme studiene har også vist to ting:

• Innføring av akrosomalt materiale er mer skadelig når mengden er stor sammenlignet med oocyttvolumet. Det er derfor interesse for systematisk å redusere mengden materiale som introduseres i oocyttcytoplasmaet for å forbedre embryonal utvikling.
• Den andre tingen er at induksjonen av akrosomreaksjonen før ICSI i stor grad forbedrer embryonal utvikling og dermed antallet babyer født fra embryooverføring.

Selv om ICSI hos mennesker gir svært tilfredsstillende resultater, er frekvensen av spedbarn oppnådd ved embryo lavere enn etter IVF-embryooverføring. Derfor er det en mulighet for å forbedre resultatene av ICSI ved induksjon av akrosomreaksjonen før mikroinjeksjon.

Etter flere studier brukte vi inkubasjon av spermatozoer med follikkelvæsken (FF) til partneren for å indusere spermatozoakrosomreaksjonen (Karim Rahal, 2011 Master Thesis 2). FF er virkelig en potent induser av AR. Det er ikke noe problem med sporbarhet siden FF til pasienten kun brukes til sperm fra ektemannen. Denne teknikken kan brukes på den dårligste sæden. Til slutt brukes teknikken i en veldig enkel rutine, siden follikkelvæsken alltid gjenvinnes under oocytthenting og dermed tilgjengelig.