Индукция акросомной реакции перед ИКСИ (RA-ICSI)

Введение Интрацитоплазматическая микроинъекция сперматозоидов (ИКСИ) дает 70% оплодотворенных ооцитов и зигот, которые в основном развиваются нормально. Для проведения ИКСИ берут сперматозоид из суспензии сперматозоидов после градиентной миграции. Затем его иммобилизуют, ломая его жгутик с помощью микропипетки, и вводят в цитоплазму ооцита.

Частота спонтанной акросомной реакции у человека составляет менее 20 %. Два исследования процентного содержания прореагировавших акросом и иммобилизованных сперматозоидов показали, что 95% из них имеют дестабилизацию мембраны, но только 17,8% из них совершили полный РА. Другими словами, когда мы микроинъецировали 10 сперматозоидов, только 2 из них полностью избавились от своего акросомного материала. Все остальные вводятся в ооцит с акросомальным материалом. Но этот материал обычно не попадает в ооцит, поскольку акросомная реакция является предпосылкой прохождения блестящей оболочки, окружающей яйцеклетку.

Важность использования сперматозоидов с реакцией акросомы для успеха ИКСИ ранее подчеркивалась на нескольких видах животных. Было продемонстрировано, что индукция акросомной реакции у мышей приводит к более высокому уровню оплодотворения (от 30% до примерно 60%). Аналогично у кролика и лошади. Кимура и др. также сообщалось, что мышиные ооциты, инъецированные интактной акросомой спермой кролика и хомяка, проявляли ядерную активацию и прекращение эмбрионального развития, не достигая двухклеточной стадии. Эта «цитотоксичность» тех же сперматозоидов исчезает, когда они высвобождаются из своих акросом перед инъекцией. В другом исследовании у золотистого хомячка было продемонстрировано пагубное влияние на выживаемость ооцитов присутствия акросомы во время инъекции головок сперматозоидов. Все ооциты, микроинъецированные акросомно-интактными сперматозоидами, погибли, в то время как только ооциты, инъецированные акросомно-интактными сперматозоидами, не только выжили, но и развились до стадии двух пронуклеусов в 79 % случаев и помогли получить живорождений (19 %).

Команда Yanagimachi сообщила об исследовании потенциально опасного эффекта включения акросомы сперматозоидов разных видов в ооциты мыши. По мнению этих авторов, вредными компонентами, вероятно, будут такие ферменты, как трипсиноподобный акрозин и гиалуронидаза, поскольку их введение имитирует эффекты ИКСИ с интактной акросомой сперматозоидов. В том же исследовании было подтверждено, что токсические эффекты коррелируют с размером акросомы и, следовательно, с содержанием протеазных ферментов.

Токсическое действие акросомы и ее содержимого подробно описано Morozumi и Yanagimachi. Он вызывает деформацию ооцита с неправильным внешним видом, отек или цитолиз с появлением псевдовакуолизированной цитоплазмы. Кроме того, было установлено, что повреждение, вызванное экзогенными или акросомальными ферментами, коррелирует с нарушением цитоскелета ооцита за счет аберрантного накопления микротрубочек в коре ооцита.

В дополнение к морфологическим и ультраструктурным изменениям в ооците включение акросомы может привести к отсутствию ядерной активации ооцита. Касаи и др. сообщили, что завершение мейоза ооцита происходит быстрее, если сперматозоиды высвобождаются из акросомы. Точно так же у свиней наблюдалось увеличение частоты оплодотворения после ИКСИ сперматозоидами, реагирующими с акросомами. В исследовании Morozumi et al. также продемонстрировали, что индукция акросомной реакции сперматозоидов нескольких видов до ИКСИ приводила к ускорению активации ооцитов, которое проявлялось в сперматозоидах человека. Об этом свидетельствовали достоверные различия между профилями кальциевых колебаний после ИКСИ со сперматозоидами с интактными акросомами и сперматозоидами с реакцией на акросомы. Кальциевые волны, зарегистрированные в ооцитах, инъецированных сперматозоидами, реагирующими с акросомой, характеризовались ранним началом, амплитудой и более высокой частотой. Напротив, кальциевый ответ был аномально отсроченным в ооцитах, инъецированных сперматозоидами с интактной акросомой.

Таким образом, измененные кальциевые осцилляции, «ключевые» сигналы активации ооцитов при ИКСИ, являются причиной аномального преимплантационного развития эмбриона до стадии бластоцисты. Действительно, доля живорожденных здоровых мышей увеличивается с 40% до 71% при микроинъекциях интактных или акросом-реагировавших сперматозоидов соответственно.

Эти же исследования также показали две вещи:

• Введение акросомального материала более вредно, когда его количество велико по сравнению с объемом ооцита. Поэтому существует интерес к систематическому снижению количества материала, вводимого в цитоплазму ооцита, для улучшения эмбрионального развития.
• Во-вторых, индукция акросомной реакции перед ИКСИ значительно улучшает эмбриональное развитие и, следовательно, число детей, рожденных в результате переноса эмбрионов.

Хотя ИКСИ у человека дает очень удовлетворительные результаты, процент младенцев, полученных с помощью эмбрионов, ниже, чем после переноса эмбрионов ЭКО. Следовательно, есть возможность улучшить результаты ИКСИ за счет индукции акросомной реакции перед микроинъекцией.

После нескольких исследований мы использовали инкубацию сперматозоидов с фолликулярной жидкостью (ФЖ) партнера, чтобы вызвать акросомную реакцию сперматозоидов (Karim Rahal, 2011 Master Thesis 2). ФФ действительно является мощным индуктором АР. Проблем с прослеживаемостью не возникает, поскольку ФЖ пациентки используется только для спермы ее мужа. Эта техника может быть применена к самой плохой сперме. Наконец, этот метод используется в очень простой процедуре, поскольку фолликулярная жидкость всегда извлекается во время извлечения ооцитов и, следовательно, доступна.