Effekt av å redusere oksygenkonsentrasjonen fra 5 % til 2 % på ICSI-resultatet

Oksygennivået spiller en kritisk rolle i å redusere det høye nivået av skadelige reaktive oksygenarter i cellene, påvirker embryonal genuttrykk, hjelper med embryometabolisme av glukose, og forbedrer embryoutvikling fra 2PN til blastocyststadiet, oksygenkonsentrasjonen i inkubatoren er en viktig determinant for in vitro-miljøet som et embryo møter. Preimplantasjonsembryoet forbruker oksygen på et relativt konstant nivå fra encellet gjennom morulastadiet, mens på blastocyststadiet økes forbruket betraktelig. Oksygen spiller en rolle i energiproduksjonen, men i for høye konsentrasjoner kan det ha en giftig effekt ved dannelse av reaktive oksygenarter. Mens in vivo oksygennivåer varierer fra 1,5 til 8,7 % i egglederne og livmoren til flere arter, i de fleste laboratorier ble in vitro kultur av menneskelige embryoer tradisjonelt utført under atmosfæriske oksygenkonsentrasjoner (~20 %). Hos pattedyr er oksygen (O2) spenningen i livmoren lavere (2 %) enn egglederen (5-7 %). Dette passer med et skifte i embryoets metabolske strategi etter komprimering og kan ha implikasjoner for EC ved klinisk IVF. Faktisk, i en nylig studie som brukte kasserte menneskelige embryoer, var blastulasjonshastigheten overlegen når den ble dyrket i 2 % sammenlignet med 5 % etter dag dag 3. Det er imidlertid svært vanskelig å kontrollere for de utallige faktorene som påvirker sprengning ved bruk av kassert materiale. Teknologien som var tilgjengelig i de tidlige dagene av IVF, og mest sannsynlig også av økonomiske årsaker, førte til den utbredte implementeringen av inkubatorer som brukte atmosfærisk luft (dvs. 20 % oksygen). Rundt forrige århundreskifte, mer avanserte inkubatorer som er i stand til å skape et miljø med 5 % oksygen, som ligner bedre på det naturlige

miljø for oocytter og embryoer, ble utviklet. For tiden, i rundt 60 % av IVF-syklusene som utføres over hele verden, dyrkes embryoene under 5 % oksygen. Kaser et al. legge til den lange historien til eksperimentelle data som evaluerer forskjellige oksygennivåer i embryokultur. De evaluerte virkningen av et sekvensielt oksygenspenningssystem (5 % oksygen fra dag 1 til dag 3; 2 % oksygen fra dag 3 til dag 5) i utvidet kultur. Effekten av oksygennivå under embryokultur på graviditet og levende fødselsrater er mindre enkel. Selv om de fleste studier fant en forbedring i embryokvalitet ved dyrking av embryoer under 5 % oksygen. Dette avviket er delvis forklart av mangel på kraft på grunn av små utvalgsstørrelser i noen studier. Når data samles i metaanalyser, favoriserer den samlede effekten kultur under 5 % oksygen. En annen forklaring på de inkonsekvente resultatene blant studiene kan skyldes forskjellene i eksponeringsvarighet, frem til spaltning eller blastocyststadium. Når data i metaanalysene ble stratifisert for varighet av dyrking, var det ingen effekt av oksygen på graviditet eller levende fødselsrater etter 2-3 dagers dyrking. Etter dyrking til blastocyststadiet resulterte imidlertid dyrking under 5 % oksygen i forbedret pågående graviditet. I de tidligere studiene rapporterte at dyrking under 5 % O2 resulterer i at betydelig flere menneskelige overskudd av embryoer når blastocyststadiet, samt en høyere andel blastocyster som består av et normalt antall celler.

hos mennesker eksisterer det indirekte bevis for at en lav O2-spenning på 5 % ser ut til å øke blastulasjonshastigheten til overflødige embryoer.

En reduksjon i oksygenspenning fra atmosfæriske til mer fysiologiske nivåer er gunstig for pattedyrblastocysten, i form av et høyere celletall og redusert apoptose, mindre DNA-fragmentering og mindre oksidativt stress. I løpet av denne svært metabolsk aktive perioden med vekst av embryoet og differensiering til trophectoderm (TE) og indre cellemasse (ICM), kan denne reduksjonen i oksygen beskytte mot oksidativt stress.