Selekcja plemników metodą separacji mikroprzepływowej poprawia jakość zarodków (SPERM)

Ponad 70 milionów par na całym świecie cierpi na niepłodność, a do 40 milionów aktywnie szuka pomocy w leczeniu niepłodności. W 2013 roku w Stanach Zjednoczonych wykonano łącznie 160 521 procedur wspomaganego rozrodu (ART). Izolacja ruchliwych i prawidłowych morfologicznie plemników jest integralną częścią wspomaganego rozrodu. Tradycyjne przetwarzanie plemników do wspomaganego rozrodu obejmuje techniki wirowania i „pływania”, które wykorzystują gradient gęstości w celu wyizolowania ruchliwych plemników. Technika ta obejmuje kilka etapów wirowania (200-1800 g) z cząstkami krzemionki koloidalnej. W tym procesie plemniki i inny materiał tworzą odrębne prążki. Uważa się, że ta procedura pozwala na eliminację nieprawidłowych/nieruchomych plemników, jak również resztek, izolując w ten sposób ruchliwe ludzkie plemniki. Niemniej jednak wykazano, że proces wirowania indukuje uszkodzenie DNA i wytwarza reaktywne formy tlenu, co potencjalnie pogarsza jakość nasienia i późniejsze wyniki laboratoryjne, takie jak wskaźnik zapłodnienia i jakość zarodka. Zwiększone uszkodzenia DNA plemników są związane ze złymi wynikami we wspomaganym rozrodzie, w tym niższymi wskaźnikami zapłodnień, upośledzonym rozwojem zarodka i zmniejszonymi wskaźnikami ciąż. Szczegóły procesu wirowania w gradiencie gęstości nie są regulowane przez FDA.

W przeciwieństwie do tego, sortowanie plemników oparte na mikroprzepływach umożliwia selektywne izolowanie wysoce ruchliwych, prawidłowych morfologicznie plemników o wysokiej integralności DNA z nieprzetworzonej próbki nasienia. Technologia mikroprzepływowa izoluje zdrowe plemniki za pomocą przepływu laminarnego, tworząc gradienty w kanałach. Chip mikroprzepływowy, który planujemy zbadać w naszym randomizowanym badaniu klinicznym, wykorzystuje ograniczone przestrzennie sortowanie mikroprzepływowe w celu wybrania wysoce ruchliwych i morfologicznie normalnych plemników w przepływie i konstrukcji wolnej od chemikaliów. W przeciwieństwie do standardowego wirowania w gradiencie gęstości, w tym procesie nie jest wymagana żadna manipulacja plemnikami. Surowe nasienie wprowadzane jest do dopływu i tylko ruchliwe i morfologicznie prawidłowe plemniki są w stanie przepłynąć przez chip do odpływu, skąd są pobierane do wykorzystania.

W próbkach nasienia zdrowych ochotników płci męskiej podzielonych na standardowe przetwarzanie poprzez wirowanie i procedurę pływania w porównaniu z mikroprzepływowym sortowaniem plemników, wykryto znacznie wyższy procent ruchliwości i mniejszą szybkość fragmentacji DNA plemników przy mikroprzepływowym pobieraniu plemników. Technika mikroprzepływowego sortowania plemników okazała się zatem skutecznym i niezawodnym sposobem przygotowania nasienia w porównaniu z procedurą wirowania i pływania. Chociaż ten chip mikroprzepływowy był używany klinicznie w Meksyku, Turcji, Afryce Południowej, Włoszech, Grecji i Szwajcarii, co zaowocowało ponad 5000 żywych urodzeń, jego zastosowanie w praktyce klinicznej nie zostało dokładnie zbadane. Naszym celem jest porównanie tradycyjnego przygotowania i mikroprzepływowego sortowania plemników pod kątem wyników technologii wspomaganego rozrodu, w tym zapłodnienia oocytów i jakości zarodków u osób z historią złej jakości zarodków, które zdecydowały się na powtórzenie cyklu zapłodnienia in vitro z powodu niepłodności.