Optimizar el washing medium de esperma terapéutico: ¿Por qué existen claras diferencias en la progresión del esperma y la velocidad entre productos?
Hay múltiples medios de lavado y resuspensión de esperma (SWBs) disponibles utilizados para la preparación y la inseminación del esperma. Se considera que todos proporcionan unas condiciones similares para favorecer la función del esperma antes de la reproducción asistida. El artículo proporciona una visión general de nuestro trabajo explorando las formulaciones de los SWBs para identificar si podemos optimizar la composición de los SWBs con relación a dos factores que hemos identificado como potencialmente importantes, concretamente pH y bicarbonato.
Entre las propiedades esenciales de los SWBs se incluye equilibrar el requisito de soporte de capacitación y movilidad a largo plazo con la necesidad de asegurar que la reacción acrosómica no se produzca de forma prematura, y que el esperma no se “queme” metabólicamente demasiado pronto. Dado que en general se supone que la mayoría de SWBs funcionan de forma similar, la elección del producto desde la perspectiva del laboratorio de embriología a menudo simplemente se ve influida por el coste, o por una preferencia histórica o personal. De todas formas, esta idea de que el rendimiento no varía entre los SWBs comerciales puede deberse a que existen diferencias sutiles pero importantes entre los productos que son difíciles de detectar utilizando estimaciones de movilidad manuales.
Además, se ha demostrado consistentemente que la velocidad del esperma, medida de forma linear o curvilínea, es fundamental para predecir la concepción 1,2, ya sea de forma natural o asistida.
Como tal, debe siempre considerarse al evaluar el rendimiento de SWB. Indiscutiblemente, las estimaciones manuales de la velocidad del esperma son subjetivas y no cuentan con estandarización; para obtener unas evaluaciones fiables, un sistema de análisis de esperma asistido por ordenador, o CASA, adecuado proporciona una alternativa técnica 3. Para explorar los parámetros de los SWBs que afectan a la movilidad y velocidad del esperma, para este estudio hemos decidido utilizar el sistema de software SAMi.
Parámetros importantes para la función del esperma
Como parte de un ejercicio de revisión / validación del rendimiento en nuestro laboratorio, hemos determinado que el esperma de donante lavado y preparado mostró sutiles diferencias tanto en progresión de porcentaje como en velocidad progresiva cuando se incubó con tres medios disponibles comercialmente. Este hallazgo dio lugar a más investigación ya que potencialmente tiene implicaciones para el éxito relativo unitario de la IUI utilizando esperma propio o de donante. En términos de composición de solutos básica, osmolalidad y viscosidad, pareció haber pocas diferencias entre los productos. Sin embargo, dos factores destacaron como posibles objetivos para una posterior investigación: el contenido de bicarbonato y el pH.
¿Cómo investigamos?
Para investigar el efecto del pH y el bicarbonato en la progresión y movilidad del esperma, se formularon seis medios de pruebas de grado farmacéutico (por parte del Departamento de Investigación y Desarrollo de CooperSurgical) utilizando el mismo medio de base, pero con diferentes pH (7,0 – 8,5) y diferentes niveles de bicarbonato (0-30 mmol). La concentración de albúmina de suero humano (HSA) se mantuvo constante en todas las formulaciones. Estos medios se probaron antes del uso y al final del período de pruebas de seis meses para determinar el cambio de pH.
Las pruebas conllevaron la preparación del esperma de 20 donantes con una fertilidad probada utilizando nuestro gradiente de densidad estándar; a continuación, las muestras de esperma de cada uno de los donantes volvieron a resuspenderse en cada una de las seis formulaciones de medios de prueba. Por consiguiente, cada uno de los experimentos se controló internamente exponiendo la misma muestra de prueba a cada combinación de medios. A continuación, se cuantificó la movilidad y velocidad curvilínea del esperma utilizando el sistema SAMi CASA (diagnóstico procreativo) a 0, 3, 6 y 24 horas. Un único técnico desconocedor de la composición de los medios durante las pruebas realizó los 20 experimentos.
Qué hemos averiguado hasta ahora
Los datos de nuestras pruebas de pH de facto indican que los niveles de pH variaron a lo largo del tiempo para los medios de pruebas (vea la figura 1), con el pH aumentando en todas las formulaciones, pero que todas las formulaciones de medios de pruebas eran relativamente estables durante el período de pruebas de seis semanas en referencia a esto.
Mediciones de pH a 25 ºC
Figure 1: pH de los seis medios de prueba (TM1 – TM6) probado en la semana uno y la semana seis de post producción de seis medios de TM.
En referencia a la movilidad progresiva, se observaron importantes diferencias entre los medios de prueba. Los análisis también dieron a conocer correlaciones significativas tanto para la progresión como para la velocidad con el pH y los niveles de bicarbonato a lo largo del tiempo: Esperma con alto pH o alto nivel de bicarbonato (o ambos) mantenido con la velocidad y progresión de esperma con porcentaje más alto (figura 2).
Velocidad progresiva durante 24 horas
Figure 2: Velocidad de esperma curvilínea progresiva (µm/s) para seis medios de pruebas durante 24 horas.
Nuestras conclusiones iniciales
El mensaje “llevar a casa” es simple pero importante, y no es apreciado por todo el mundo. El experimento directo pero efectivo demostró que el pH o el bicarbonato (o ambos actuando sinérgicamente) es importante para mantener un alto nivel de movilidad y velocidad del esperma in vitro.
Se probaron seis derivados de pruebas a partir del mismo medio de base pero con diferente pH y conteniendo diferentes niveles de bicarbonato, en cuanto a su influencia en la movilidad y la velocidad curvilínea del esperma. Se demostró que estas dos variables estaban correlacionadas con los cambios de formulación realizados. Estos resultados pueden tener implicaciones para la composición de los SWBs tanto para aplicaciones clínicas como de laboratorio, y para el análisis de semen de diagnóstico.
Múltiples autores han utilizado el CASA para demostrar la importancia de la velocidad de desplazamiento del esperma para establecer la fecundación y el embarazo, y han sugerido que el reporte simple de la movilidad progresiva proporciona una “imagen incompleta” cuando se trata de evaluar la viabilidad de las muestras de esperma en términos de posible éxito de IVF 2, 6, 7, 8. Por consiguiente, podría parecer lógico que tuviéramos en cuenta tanto la movilidad como la velocidad del esperma como mediciones viables cuando se intenta mejorar la composición de los SWBs variando los factores (como el pH y los niveles de bicarbonato) que se sabe que afectan estas funciones de formas que influyen en la fecundación de los oocitos. Además, dado que los sistemas CASA parecen proporcionar un medio fiable para cuantificar la movilidad y la velocidad del esperma, su uso continuo en investigación para optimización de medios permitiría una mejor comparación de los datos entre los estudios.
A pesar de que muchos laboratorios no contemplarían la incubación del esperma durante períodos prolongados, puede haber situaciones en las cuales puede ser útil; incubación de un día para otro cuando la inseminación no haya sido posible, por ejemplo. También, quizás, una incubación durante más tiempo podría ser útil para unas pruebas completas de toxicidad de consumibles de laboratorio 9 o incluso productos de asistencia sanitaria, como profilácticos de recogida de especímenes o geles lubricantes 10.
Una de las preocupaciones era que el exceso de bicarbonato pudiera tener un efecto perjudicial en la función del esperma a largo plazo, ocasionando “quemado” o un rendimiento excesivo con una posterior pérdida de los nutrientes fundamentales requeridos para mantener un alto nivel de movilidad. Este problema no se observó experimentalmente, ni había ninguna evidencia de efectos negativos en las medidas como la reacción acrosómica.
Se han previsto experimentos de seguimiento que deberían ayudar a optimizar el pH y la composición de bicarbonato de los SWB; ambos maximizan la movilidad / velocidad y al mismo tiempo minimizan el potencial del “quemado” del esperma debido a un mayor metabolismo. En general, nuestro trabajo preliminar indica que es necesaria tener una mayor comprensión sobre la formulación óptima de SWB.
Se ha publicado una nueva investigación sobre andrología!
PLACA PICSI® Y MEDIOS SPERMSLOW™
del Steve Fleming PhD – Director de embriología de CooperSurgical
Este boletín del Dr. Steve Fleming explica dos enfoques diferentes pero relacionados desarrollados para la selección de esperma mediante su capacidad de unión al hialuronato: la placa PICSI® y los medios SpermSlow™.
References
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Mathew Tomlinson PhD
Científico especializado en andrología;
RR. PP. de NUH Life Fertility Services y ponente sobre ART (University of Nottingham).
El Dr. Mathew Tomlinson es un científico clínico sobre andrología en Nottingham University Hospitals. Tras realizar un doctorado en infertilidad masculina en Sheffield en 1992, trabajó primero en el Royal Shrewsbury Hospital antes de pasar al Birmingham Women’s Hospital para desarrollar servicios de andrología a nivel regional con un enfoque más académico. Su paso en 2004 a Nottingham University Hospitals le permitió desarrollar sus intereses en educación, ciropreservación y, más tarde, automatización de análisis de semen.
El Dr. Tomlinson ahora es el responsable de personal de HFEA para la unidad regional de fertilidad del NHS, juega un papel integral en el curso de máster sobre reproducción asistida y lleva a cabo talleres de formación sobre andrología. Sigue estando enfocado en un enfoque holístico y basado en pruebas para diagnosticar y tratar la infertilidad y tiene diversos intereses de investigación. Ha publicado más de 50 documentos y capítulos sobre andrología clínica y reproducción asistida.
