Mejorar la función del esperma y por qué deberíamos preocuparnos por ello
Es quizá comprensible que el enfoque general de los científicos de reproducción que trabajan en la ART pueda estar en optimizar las condiciones para el oocito y el embrión.
Después de todo, el esperma sobrevivirá cómodamente dentro de un margen de temperaturas y pH, incluyendo los 37 ºC y un pH de 7,3 típico de los medios de fecundación. Sin embargo, está claro que las condiciones durante la manipulación, la preparación y el almacenamiento pueden tener un profundo efecto en el esperma, incluyendo los niveles de fragmentación de ADN 1, 2.
En este artículo referente al optimización de los medios de lavado de esperma, el Dr. Mathew Tomlinson habla sobre el trabajo efectuado por Nadia de Rosa (en colaboración con CooperSurgical Fertiity & Genomics Solutions) que destaca el impacto del pH y el bicarbonato en la movilidad del esperma.
En este proyecto se utilizaron múltiples derivados de un medio de base para evaluar el impacto de estos dos factores con la conclusión clara de que un alto pH y una alta concentración de bicarbonato proporcionaban el mayor porcentaje de espermatozoides progresivos y de mayor velocidad, aparentemente sin ello producirse a costa de “quemado” con el esperma secándose antes.
Este enfoque se refleja en la serie de gradiente ORIGIO. Los elementos clave de estos productos (que incluyen gradientes y washing medium de esperma) son, en particular: pH alcalino, niveles elevados de bicarbonato, antioxidantes y (en el caso de lavado de esperma ORIGIO) una concentración más alta de albúmina de suero humano.
Echemos un vistazo a esto.
Como ya se ha destacado, a menudo hemos manipulado el esperma en un separador de medio de fecundación que tiene un pH aproximado de 7,3 pero el entorno natural para el esperma (plasma seminal y moco cervical) es alcalino y un pH más alto influye positivamente sobre múltiples funciones del esperma incluyendo la capacitación.
Por ejemplo, el calcio intracelular (mediante los canales CatSper) y el pH intracelular (pHi) aumentan aumentando el pH extracelular (pHo), lo cual ocasionó una hiperactivación y movilidad significativamente superior (Achikanu et al, 2018).
Este aspecto de la biología del esperma incide en el diseño de la serie de gradiente ORIGIO, en la cual cada producto, ya sea gradiente o lavado de esperma, tiene un pH de 8,0 a 8,5
Progresión hacia adelante normal
Movilidad anómala
De forma similar, una mayor concentración de bicarbonato (HCO3–) se utiliza en los productos de andrología ORIGIO pero como un componente activo y no como una forma para regular el pHo como para medios de cultivo. (El pH más alto, como se indica arriba, se mantiene utilizando HEPES.)
El HCO3– se ha asociado durante mucho tiempo con las funciones del esperma. La movilidad del esperma se suprime durante su paso por los epidídimos, donde la concentración de HCO3– es muy baja, con una rápida reanudación tras mezclarse con fluido de las vesículas seminales en la eyaculación.
De hecho, el esperma con movilidad deficiente puede activarse utilizando medios que contienen altos niveles de HCO3–.3. Otros informes muestran una clara influencia del HCO3– en la capacitación, hiperactivación y reacción acrosómica. 4
La función de las especies de oxígeno reactivo
La función de las especies de oxígeno reactivo (ROS) en la función del esperma está bien documentada. A niveles psicológicos, las ROS realizan una función clave en la capacitación del esperma, pero unos niveles más altos de tensión oxidativa puede ocasionar daños en las membranas mediante peroxidación lípida y, en última instancia, daños en el ADN.5
El esperma es más propenso a la tensión oxidativa tras la preparación; por lo tanto, proporcionar algunas medidas de protección es un enfoque prudente: la gama ORIGIO contiene varios componentes con efectos antioxidantes, siendo el más notable la taurina. 6
La albúmina de suero humano (HSA) tiene propiedades antioxidantes 7 pero también soporta la movilidad del esperma y protege contra daños del ADN del esperma. También se encuentra en altas concentraciones en el tractor reproductivo femenino. El lavado de esperma ORIGIO tiene una concentración el doble de lo normal de HSA a 10 mg/ml para proporcionar protección adicional para la muestra preparada.
Gradiente de osmolalidad adicional
Un importante avance final en la serie de gradientes ORIGIO es que el sistema utiliza no solo un gradiente de densidad sino también un gradiente de osmolalidad.
Los elementos del gradiente se formulan con osmolalidades tales que el esperma transitará del fluido seminal con osmolalidad alta 8 a través de la capa de un 40 % (317-333 nOsm/kg) y la capa de un 80 % (297-313 mOsm/kg) antes de ser lavado en el lavado de esperma (272-288 mOSm/kg), cuya osmolalidad es más típica de los medio tamponados para esperma y medios de fecundación / cultivo.
Este enfoque limita el posible daño del impacto osmótico durante el centrifugado del gradiente de densidad.
Utilizar el lavado de esperma y la serie de gradiente ORIGIO, con los elementos de diseño descritos anteriormente, puede ayudar a preservar la integridad del esperma y facilitar la movilidad. Sin embargo, todo esto no serviría para nada si los procedimientos de manipulación y preparación utilizados por el laboratorio no están optimizados y bien controlados.
El consejo general es limitar el tiempo entre la producción y la preparación de las muestras, empezando de forma ideal tan pronto como la muestra sea haya licuado. Donde sea posible, también es preferible minimizar el tiempo entre la preparación y el uso, aunque la programación de procedimientos puede hacer que esto sea complicado.
Sin embargo, en todos los casos, la muestra debe procesarse y guardarse antes del uso a temperatura ambiente y no a 37 ºC, ya que una temperatura más alta puede dar como resultado una mayor frecuencia de daños de ADN espontáneos (especialmente en un entorno enriquecido con CO2).1 Debe tenerse en cuenta que la serie ORIGIO está diseñada para ser utilizada a temperatura ambiente.
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del Dr. Steve Fleming PhD, director de embriología de CooperSurgical
Sumario
La serie de gradientes ORIGIO permite priorizar al esperma y proporcionar el mejor entorno para facilitar la movilidad y la función del esperma, protegiendo al mismo tiempo contra daños.
Es optimista esperar aumentos significativos en los resultados clínicos como la tasa de embarazo clínica, pero el sistema debe proporcionar un esperma en las mejores condiciones posibles, lo cual puede ocasionar ganancias marginales.
David Morroll PhD
David ha trabajado como embriólogo clínico desde 1986, recibiendo formación en Manchester, donde también realizó sus estudios de doctorado. Desde entonces ha dirigido laboratorios en múltiples unidades de IVF del Reino Unido, incluidas las de Nottingham, Londres y Leeds. También ha sido asesor de unidades de IVF en Malta, India, Filipinas y Zimbabue.
Se unió a ORIGIO como director de embriología en noviembre de 2011, y en enero de 2019 fue designado director de soporte clínico del departamento de fertilidad y soluciones genómicas de CooperSurgical, centrándose en los estudios clínicos de post-marketing, las quejas de evaluación de calidad y las inspecciones de laboratorio.
Ha trabajado anteriormente como presidente de la Asociación de Embriólogos Clínicos (ACE) del Reino Unido y la Asociación de Andrólogos Biomédicos (ABA), y ha colaborado con varios grupos de trabajo, principalmente el Grupo Experto en Paros Múltiples después de IVF de la HFEA. David está muy interesado en la gestión de calidad, incluida la certificación ISO y el aseguramiento de calidad externo.
Lecturas adicionales: Artículo especializado
El Dr. Tomlinson, Científico asesor de andrología y director científico de Procreative Diagnostics, ha escrito el artículo Optimización del washing medium de esperma terapéutico: ¿Por qué existen claras diferencias en la progresión y la velocidad del esperma entre productos? en la primera edición de 2020 de nuestro boletín científico, ART Scientific.
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Nuestra publicación ART Scientific explora los temas de interés actuales de nuestro sector. Está escrito por una comunidad de expertos sobre el terreno y está centrado en la ciencia.
