05/12/2011
Η εποχή μετά το ICSI…εξελίξεις
στην ανδρική υπογονιμότητα
Αφροδίτη Σιαλακούμα B.Sc, M.Sc
Κλινικός Εμβρυολόγος
ΜΗΤΕΡΑ IVF
Η κρυφή ζωή του σπέρματος
Ainsworth Nature 2005
• Η έλλειψη κυτταροπλάσματος και η απουσία οποιασδήποτε
πρωτεϊνοσύνθεσης στο κεφάλι του ώριμου σπέρματος, οδήγησε
για πολύ καιρό τους βιολόγους στην υπόθεση, ότι το σπέρμα
συνεισφέρει λίγο σε ένα έμβρυο, πέρα από τα πατρικά γονίδια
που δίνει.
• Η ιδέα ήταν ότι το ωάριο προσφέρει τα πάντα (πρωτείνες και
RNA) και τα σπερματοζωάρια συμμετέχουν μόνο με το DNA
τους.
Η κρυφή ζωή του σπέρματος
• Το σπέρμα περιέχει περίπου 3000 διαφορετικά είδη
RNA
Κωδικοποιεί για πρωτείνες που χρειάζονται στην πρώιμη
ανάπτυξη του εμβρύου.
Άλλα, τα οποία ακόμα δεν γνωρίζουμε και δεν μπορούν να
γίνουν από το ωάριο.
1
2.
05/12/2011
Ποιότητα Σπέρματος και ICSI
1995: H επιτυχία της ενδοκυτταροπλασματικής έγχυσης
σπέρματος (ICSI) είναι ανεξάρτητη από τις βασικές
παραμέτρους του σπέρματος.
“The results of intracytoplasmic sperm injection is not related to any of the
three basic sperm parameters.” Z.P. Nagy1,2, J. Liu1, H. Joris1, G. Verheyen1,
H. Tournaye1, M. Camus1, M.-P. Derde3, P. Devroey1 and A.C. Van
Steirteghem
Human Reproduction vol.10 no.5 pp.1123-1125,1995
“The outcome of intracytoplasmic sperm injection is unrelated to “strict
criteria” sperm morphology.” Peter Svalander, Ann-Helene Jakobson, Ann-
Sofie Forsberg, Anna-Carin Bengtsson and Matts Wikland
Human Reproduction vol.11 no.5 pp.1019-1022, 1996
Ποιότητα Σπέρματος και ICSI
Ποιότητα Σπέρματος και
2001: Οι παράμετροι του σπέρματος σχετίζονται με το
αποτέλεσμα της ενδοκυτταροπλασματικής έγχυσης
σπέρματος.
• Μορφολογία των υποκυτταρικών οργανιδίων (ηλεκτρονική μικροσκοπία
και μικροσκοπία σάρωσης). Berkovitz et al.,1999, Mitchellet et al., 2006
• Χρωμοσωμική σταθερότητα (Fish ανάλυση). Calogero et al., 2001,
Burrello et al., 2003, Nagvenkar et al., 2005
• Ακεραιότητα του πυρήνα (SCSA, TUNEL assay, SCD test). Larson et al.,
2000, Virro et al., Fernandez et al., 2003,2004, Greco et al., 2005 α,β
ΑΥΤΕΣ ΟΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΕΝ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΔΙΕΝΕΡΓΗΘΟΥΝ ΣΕ
ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ ΧΡΟΝΟ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΕΞΑΓΩΓΗ ΤΟΥ ICSI
12/11/2011
2
3.
05/12/2011
12/11/2011
Μορφολογία Σπέρματος και ICSI
• Letter to New England Journal of Medicine
“Selection of spermatozoa with normal nuclei to improve the
pregnancy rate with intracytoplasmic sperm injection”
Benjamin Bartoov et al., 2001
Ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο παρατήρησης του κινούμενου
σπέρματος, που μπορεί να διενεργηθεί σε πραγματικό χρόνο.
MSOME: Motile Sperm Organelle Morphology Examination
IMSI: Intracytoplasmic Morphologically selected Sperm Injection
Μορφολογία Σπέρματος και ICSI
Breakthroughs in Andrology
Real- time Morphology of Motile Human Sperm Cells is
Associated with IVF-ICSI Outcome
Benjamin Bartoov, Arie Berkovitz, Fina Eltes, Avraham Kogosowski, Yves
Menezo and Yona Barak
Journal of Andrology Vol. 23, No. 1, January/February 2002
Pregnancy rates are higher with intracytoplasmic
morphlogically selected sperm injection than with
conventional intracytoplasmic injection.
Bartoov et al.
Fetility and Sterility Vol. 80, No.6, December 2003
3
4.
05/12/2011
MSOME και IMSI
6 Ενδοκυτταρικά στοιχεία
Ακρόσωμα
Ακροσωμική μεμβράνη
Αυχένας
Μιτοχόνδρια
Ουρά
Πυρήνας
ICSI και IMSI
ICSI και IMSI
ICSI IMSI
Hoffman Nomarski
4
05/12/2011
IMSI: μεγέθυνση
Η τελική μεγέθυνση στην οθόνη του μόνιτορ προκύπτει από 4
παραμέτρους
1. Αντικειμενική μεγέθυνση 100x
2. Μεγέθυνση του επιλογέα 1.0x, 1.5x, 2.0x
3. Μεγέθυνση του video coopler 0.99
4. CCD CHIP diagonal dimension 8mm and television monitor
diagonal dimension 355.6 mm
Τελική Μεγέθυνση: 100 x 1.5 x 0,99 x (355,6mm/8mm)=6600 x
IMSI: εξοπλισμός
MSOME: κριτήρια
Τα MSOME κριτήρια για την μορφολογική ομαλότητα του
σπερματικού πυρήνα καθορίζονται ως εξής:
• Λείος
• Συμμετρικός
• Οβάλ
• Ομοιογένεια στην πυρηνική μάζα χρωματίνης
(όχι περισσότερα από 1
κενοτόπια/λιγότερο από
το 4% της πυρηνικής
περιοχής)
• Διαστάσεις κεφαλής
6
7.
05/12/2011
MSOME κριτήρια: κατάταξηκαι βιβλιογραφία
Μορφολογία σπέρματος κενοτόπια
Bartoov et al., 2002 Κεφάλι, ακρόσωμα, Επιφάνεια, (όριο 4%),
αυχένας, ουρά, μιτοχόνδρια αριθμός
Sermondade et al., 2007 Κεφάλι, αυχένας και Επιφάνεια, (όριο 4%),
ενδιάμεσο τμήμα αριθμός, τοποθέτηση
Saidi et al., 2008 Επιφάνεια, (2 όρια 6,5%
και 13%), αριθμός (1,2
και περισ.)
VanDerZwalmen, 2008 Κεφάλι Επιφάνεια (όριο 4%),
αριθμός (1, περισ.)
Mauri et al., 2008 Κεφάλι, ενδιάμεσο τμήμα Επιφάνεια (2 όρια 2% και
50%)
Cassuto et al., 2009 Κεφάλι, αυχένας Επιφάνεια (όριο 4%),
αριθμός (1, περισ.)
HVB score (Cassuto & Barak 2009)
I
II
III
7
05/12/2011
Προέλευση και σημαντικότητατων κενοτοπίων
• Πυρηνικά κενοτόπια, καλά περιγραφόμενα στο
ηλεκτρονικό μικροσκόπιο (Zamboni, 1987)
• Ζώνες μειωμένης χρωματίνης τοποθετημένες στην
περιοχή κατακερματισμού του DNA (Agarwal et al.,
2003, Dives et al., 2009)
• Ακροσωμικές φουσκάλες που σχετίζονται με την
ανώμαλη μετακίνηση των σωματιδίων του Golgi
(Kacem et al., 2010)
• Αυτή η δομική ανωμαλία μπορεί να αφορά τον
πυρήνα ή το ακρόσωμα (Perdix et al., 2011)
ΜSΟΜΕ: περιορισμοί
• Αρκετά ακριβό
• Χρονοβόρο
• Η επιτυχία του εξαρτάται από την εμπειρία και την
ικανότητα του χειριστή
MSOME και IMSI: ενδείξεις
• Σοβαρή τερατοζωοσπερμία
• Υψηλό ποσοστό θραυσματοποίησης DNA (>30%)
• Αποτυχημένη γονιμοποίηση μετά από IVF ή ICSI
(>50%)
• Κακή ποιότητα εμβρύων (υψηλό ποσοστό
θραυσμάτων σε όλα τα έμβρυα)
• Αποβολές
• Αποτυχημένες IUI
9
10.
05/12/2011
IMSI: αποτελέσματα
2001-2005
• Το ποσοστό εγκυμοσύνης μετά από IMSI ήταν
υψηλότερο σε σύγκριση με το ICSI.
50% (IMSI) vs 25% (ICSI)
• Το ποσοστό αποβολών μετά από IMSI ήταν
χαμηλότερο σε σύγκριση με το ICSI
13% (IMSI) vs 33%(ICSI)
Bartoov et al., NEJM, 2001
Bartoov et al., J.ANDROL., 2002
Bartoov et al., F/S, 2003
Berkovitz et al., H/R, 2005
Berkovitz et al., RBO, 2006
Berkovitz et al., H/R, 2006
IMSI: αποτελέσματα
2005-2011
• Βελτιώνει την ανάπτυξη βλαστοκύστεων
Bach et al. (2007)
VanDerZwalmen et al. (2008)
Cassuto et al. (2009)
• Αυξάνει τα ποσοστά εμφύτευσης και γεννήσεων
Hazoot et al. (2005)
Berkovitz et al. (2006)
Franco et al. (2008)
ΧΡΕΙΑΖΟΝΤΑΙ
ΕΠΙΠΛΕΟΝ
• Μειώνει τα ποσοστά αποβολών ΤΥΧΑΙΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ
Bartoov et al. (2006) ΜΕΛΕΤΕΣ
VanDerZwalmen (2008)
Souza Setti et al. (2010)
• Μείωση στις γεννήσεις παιδιών με ανωμαλία
Cassuto et al. (2011)
IMSI: αποτελέσματα
Cassuto et al. (2011)
10
11.
05/12/2011
IMSI: αποτελέσματα
MSOME: συμπεράσματα
Οι ευκαιρίες που ανοίγονται με αυτό το νέο τεχνολογικό
εργαλείο είναι πολλές.
• κατανόηση του φυσιολογικού μηχανισμού στα
κενοτόπια.
• αποκάλυψη ενός κρυφού ανδρικού παράγοντα σε
ζευγάρια με ανεξήγητη υπογονιμότητα.
IMSI: συμπεράσματα
Υπάρχουν περιπτώσεις όπου το IMSI μπορεί να φέρει σημαντική
βελτίωση στα αποτελέσματα.
Η πιθανότητα να επιλεγεί για έγχυση ένα φυσιολογικό
σπερματοζωάρο, είναι μεγαλύτερη αν εφαρμοστεί IMSI.
To IMSI είναι ένα χρήσιμο εργαλείο, καθώς συμβάλει στην
παραγωγή περισσότερων εμβρύων με υψηλή πιθανότητα να
εμφυτευτούν (βλαστοκύστες).
Η μορφολογία (το μέγεθος και ο αριθμός των κενοτοπίων) των
επιλεγμένων σπερματοζωαρίων φαίνεται να επηρεάζει το
αποτέλεσμα της εμβρυϊκής ανάπτυξης και τα ποσοστά
εγκυμοσύνης.
11
12.
05/12/2011
Δοκιμασία Δέσμευσης Σπέρματος στο
Υαλουρονικό Οξύ
Hyaluronan Binding Assay (HBA)
• Μεγάλη Συγκέντρωση HA
στα κοκκιώδη κύτταρα
(Drahorad et al., 1991)
• Κυτταρική και πυρηνική
ωριμότητα
• Χαμηλό ποσοστό χρωμοσωμικών
ανευπλοειδιών και καταστροφής
του πυρήνα (Cayli et al., 2003,
Huszar et al., 2003, 2007)
HBA και PICSI
Μόνο τα ώριμα
σπερματοζωάρια έχουν
περιοχές πρόσδεσης HA.
Σπερματοζώάρια προσδεδεμένα
στο HA = Μειωμένη πιθανότητα
χρωμοσωμικών ανευπλοειδιών και
κατακερματισμού του DNA.
PICSI: αποτελέσματα
• Αυξάνει το ποσοστό εμβρύων καλής ποιότητας και
το σχηματισμό βλαστοκύστεων καλής ποιότητας.
Sanchez et al., 2005, Worrilow et al., 2006,
Parmegiani et al., 2009
• Αυξάνει το ποσοστό εμφύτευσης και κλινικής
εγκυμοσύνης.
Parmegiani et al., 2009, Worrilow et al., 2010
12
13.
05/12/2011
IMSI και PICSI
IMSI = μορφολογικές παράμετροι
• ωριμότητα σπέρματος
• ακεραιότητα DNA
PICSI = βιοχημικές παράμετροι
• ωριμότητα σπέρματος
• ευπλοειδία
IMSI + PICSI = super ICSI
Ρομποτικό ICSI
ICSI Ρομποτικό ICSI
•Χρονοβόρο •Πολύ γρήγορο
•Εξαρτώμενο από •Υψηλή επαναληψιμότητα
την ικανότητα του •Απαιτεί την ελάχιστη
χειριστή ανθρώπινη εμπλοκή
•Απαιτεί πολύ
εμπειρία και Αλλά
δεξιοτεχνία •Δεν έχει εφαρμοστεί ακόμα
•Φτωχή στον άνθρωπο, τώρα γίνονται
επαναληψιμότητα δοκιμές.
•Επηρεάζεται από
συνθήκες εργασίας
Ρομποτικό ICSI
7200°/sec, με
ακρίβεια 0,24°
6 έως 7 sec
12 ωάρια/min
Success rate: 90%
Survival rate:90,7%
Zhe Lu et al., 2011
13