Indukcja reakcji akrosomalnej przed ICSI (RA-ICSI)

Wstęp Mikroiniekcja plemnika do cytoplazmy (ICSI) daje 70% zapłodnionych komórek jajowych i zygot, które w większości rozwijają się prawidłowo. Aby wykonać ICSI, plemnik jest pobierany z zawiesiny plemników po migracji gradientowej. Następnie jest unieruchamiany przez złamanie wici za pomocą mikropipety i wprowadzany do cytoplazmy oocytu.

Szybkość spontanicznej reakcji akrosomalnej u ludzi jest mniejsza niż 20%. Dwa badania dotyczące odsetka plemników reagujących na akrosom i unieruchomionych wykazały, że 95% z nich ma destabilizację błony, ale tylko 17,8% z nich dokonało pełnego RZS. Innymi słowy, kiedy wstrzyknęliśmy mikroiniekcję 10 plemnikom, tylko 2 z nich całkowicie pozbyły się materiału akrosomalnego. Wszystkie inne są wprowadzane do oocytu z materiałem akrosomalnym. Ale ten materiał zwykle nie dostaje się do komórki jajowej, ponieważ reakcja akrosomalna jest warunkiem wstępnym przejścia przez warstwę przejrzystą otaczającą jajo.

Znaczenie wykorzystania plemników reagujących na akrosom dla powodzenia ICSI zostało wcześniej podkreślone u kilku gatunków zwierząt. Wykazano, że indukcja reakcji akrosomalnej u myszy prowadzi do wyższych wskaźników zapłodnienia (od 30% do około 60%). Podobnie jest u królika i koni. Kimura i in. donieśli również, że mysie oocyty, którym wstrzyknięto plemniki królika i chomika z nienaruszonym akrosomem, wykazywały aktywację jądrową i zaprzestanie rozwoju embrionalnego bez osiągnięcia etapu dwóch komórek. Ta „cytotoksyczność” tych samych plemników znika, gdy są one uwalniane z akrosomów przed wstrzyknięciem. W innym badaniu wykazano u chomika złocistego szkodliwy wpływ obecności akrosomu podczas wstrzykiwania główek plemników na przeżywalność oocytów. Wszystkie oocyty, którym wstrzyknięto plemniki z nienaruszonym akrosomem, były martwe, podczas gdy tylko te, którym wstrzyknięto plemniki reagujące na akrosom, nie tylko przeżyły, ale także rozwinęły się do stadium dwóch przedjądrzy w 79% przypadków i pomogły uzyskać żywe porody (19%).

Zespół Yanagimachi poinformował o badaniu potencjalnie niebezpiecznych skutków włączenia akrosomu plemników różnych gatunków do oocytów myszy. Według tych autorów szkodliwymi składnikami byłyby prawdopodobnie enzymy, takie jak trypsynopodobna akrozyna i hialuronidaza, ponieważ ich wstrzyknięcie naśladuje działanie ICSI z plemnikami nienaruszonymi akrosomami. W tym samym badaniu potwierdzono, że efekty toksyczne były skorelowane z wielkością akrosomu, a więc zawartością enzymów proteazowych.

Toksyczne działanie akrosomu i jego zawartości zostało wyraźnie opisane przez Morozumi i Yanagimachi. Wywołuje deformację oocytu o nieregularnym wyglądzie, obrzęk lub cytolizę o wyglądzie pseudowakuolizowanej cytoplazmy. Ponadto ustalono, że uszkodzenia spowodowane przez enzymy egzogenne lub akrosomalne były skorelowane z rozerwaniem cytoszkieletu oocytu poprzez nieprawidłową akumulację mikrotubul w korze oocytu.

Oprócz zmian morfologicznych i ultrastrukturalnych w oocycie, włączenie akrosomu może skutkować brakiem aktywacji jądrowej oocytu. Kasai i in. podali, że zakończenie mejozy oocytu następuje szybciej, jeśli plemnik został uwolniony z akrosomu. Podobnie u świń zaobserwowano wzrost wskaźnika zapłodnień po ICSI z plemnikami reagującymi na akrosom. Badanie Morozumi i in. wykazali również, że wywołanie reakcji akrosomalnej plemników kilku gatunków przed ICSI skutkowało przyspieszeniem aktywacji oocytów, co było widoczne w plemnikach ludzkich. Świadczą o tym znaczące różnice między profilami oscylacji wapnia po ICSI z plemnikami z nienaruszonym akrosomem lub z reakcją na akrosom. Fale wapniowe rejestrowane w oocytach, do których wstrzyknięto plemniki reagujące na akrosom, charakteryzowały się wczesnym początkiem i amplitudą oraz wyższą częstotliwością. Natomiast odpowiedź wapniowa była nieprawidłowo opóźniona w oocytach, którym wstrzyknięto plemniki z nienaruszonym akrosomem.

Zatem zmienione oscylacje wapnia, „kluczowe” sygnały aktywacji oocytów podczas ICSI, są przyczyną nieprawidłowego rozwoju zarodka przed implantacją do stadium blastocysty. Rzeczywiście, odsetek urodzeń żywych, zdrowych myszy wzrasta z 40% do 71%, gdy odpowiednio nienaruszone lub reagujące na akrosom plemniki są poddawane mikroiniekcji.

Te same badania wykazały również dwie rzeczy:

• Wprowadzenie materiału akrosomalnego jest bardziej szkodliwe, gdy ilość jest duża w stosunku do objętości oocytu. Istnieje zatem zainteresowanie systematycznym zmniejszaniem ilości materiału wprowadzanego do cytoplazmy oocytu w celu poprawy rozwoju embrionalnego.
• Po drugie, indukcja reakcji akrosomalnej przed ICSI znacznie poprawia rozwój embrionalny, a tym samym liczbę dzieci urodzonych z transferu zarodków.

Chociaż ICSI u ludzi daje bardzo zadowalające wyniki, odsetek noworodków uzyskanych przez zarodek jest niższy niż po transferze zarodków IVF. Istnieje zatem możliwość poprawy wyników ICSI poprzez indukcję reakcji akrosomalnej przed mikroiniekcją.

Po kilku badaniach zastosowaliśmy inkubację plemników z płynem pęcherzykowym (FF) partnera w celu wywołania reakcji akrosomalnej plemników (Karim Rahal, 2011 praca magisterska 2). FF jest rzeczywiście silnym induktorem AR. Nie ma problemu z identyfikowalnością, ponieważ FF pacjentki jest używany tylko dla nasienia jej męża. Technikę tę można zastosować do najsłabszego nasienia. Wreszcie, technika ta jest stosowana w bardzo łatwy sposób, ponieważ płyn pęcherzykowy jest zawsze odzyskiwany podczas pobierania oocytów i dzięki temu jest dostępny.