Vacuoli spermatici ed IMSI: quale correlazione?

Lo studio del team guidato dal prof. Greco analizza in modo dettagliato quanto l’influenza dei vacuoli spermatici presenti nella testa degli spermatozoi selezionati ad alto ingrandimento possa influire  sul successo di un ciclo di procreazione assistita (PMA).

L’infertilità maschile: un approccio moderno

Nel corso degli ultimi vent’anni, l’importanza della morfologia della testa degli spermatozoi in relazione al successo di un trattamento di fecondazione in vitro mediante metodica icsi (intracytoplasmic sperm injection) è cambiata enormemente. Un esame molto importante per valutare i difetti dello spermatozoo  è  il MSOME (motile sperm organellar morphology examination) che consente di valutare in maniera dettagliata e in tempo reale, la morfologia degli spermatozoi motili . In particolare, permette di osservare l’eventuale presenza e numero di vacuoli nucleari, i quali, come riportato in letteratura, sembrano interferire negativamente con il packaging della cromatina con un conseguente aumento del danno al DNA spermatico compromettendo la capacità fecondante dello spermatozoo nei cicli di PMA.
L’IMSI utilizza i criteri del MSOME per selezionare gli spermatozoi migliori che vengono utilizzati nella tecnica ICSI. Lo spermatozoo da iniettare all’interno dell’ovocita viene selezionato mediante alti ingrandimenti microscopici (6600), normalmente non utilizzati nella pratica clinica (200/400), questo consente di evidenziare e di evitare alterazioni morfologiche, che potrebbero non essere valutabili con l’utilizzo dei normali ingrandimenti (200/400) utilizzati nella ICSI. Questa tecnica risulta particolarmente idonea quando la morfologia degli spermatozoi ha una bassa percentuale normoconformati. (<4%; secondo il WHO del 2010 al 5 ° percentile). Diversi studi scientifici evidenziano che la presenza di vacuoli nella testa dello spermatozoo, possa essere correlata a difetti del DNA spermatico che potrebbe portare ad aborti ricorrenti e ripetuti fallimenti di ICSI.

L’influenza dei vacuoli spermatici sul concepimento e sullo sviluppo fetale

Con l’utilizzo della IMSI è possibile selezionare e classificare gli spermatozoi secondo diverse caratteristiche morfologiche. Le principali analizzate dallo studio condotto dal prof. Ermanno Greco e dal suo team nel 2013, sono legate ai vacuoli spermatici. Numerose pubblicazioni indicano che questa selezione spermatica può dare un notevole contributo alla riuscita delle tecniche ICSI aumentando le probabilità di successo. Diversi studi hanno riportato che la selezione ad alto ingrandimento dello spermatozoo aumenta la formazione di blastocisti ed il tasso d’impianto. Questo rende tale analisi distintiva: attualmente, infatti, sono pochi gli studi che si sono concentrati sull’effetto dei vacuoli spermatici sull’esito clinico di un ciclo di procreazione medicalmente assistita (PMA). E’ stato riscontrato e studiato dall’equipe del prof. Greco, la presenza di vacuoli di diverso numero e dimensione negli spermatozoi di alcuni pazienti che hanno eseguito cicli di PMA, essi, se numerosi, grandi e/o accompagnati da un’anormale morfologia della testa dello spermatozoo, sono riconducibili ad una compromessa stabilità cromatinica dello spermatozoo. Questa, se unita a stress ossidativo, può causare frammentazione del DNA spermatico ed essere correlata alla morte prematura dell’embrione (degenerazione embrionale). Lo scopo di questo studio è valutare se gli spermatozoi con vacuoli nucleari influenzino i risultati clinici dei cicli di PMA effettuati con tecnica IMSI, e soprattutto quale passaggio del ciclo essi compromettano. Sono stati analizzati diversi parametri, ognuno indicativo di una fase specifica del ciclo esaminato.

I metodi utilizzati nella ricerca

Lo studio è iniziato con l’applicazione della procedura della tecnica IMSI sui campioni di liquido seminale raccolti da 101 pazienti maschi – di età media di 36.15 anni (sd 3.93) e con almeno due tentativi passati di  ICSI non andate a buon fine – dopo 3-5 giorni di astinenza sessuale. Per ogni paziente è stato effettuato un esame del liquido seminale, calcolando la concentrazione, la motilità e la morfologia degli spermatozoi; successivamente  questi ultimi sono stati sottoposti ad un primo processo di “tail crushing “(processo di immobilizzazione degli spermatozoi, indispensabile al fine di ottenere una corretta fertilizzazione ovocitaria), permettendo così l’osservazione di ogni singola cellula gametica.
Gli spermatozoi sono stati classificati in base al loro pattern di vacuolizzazione:
tipo I – totale assenza o presenza di un singolo vacuolo all’ interno della testa, il cui volume è minore del 4%
tipo II – presenza di due vacuoli, ma solo uno dei due supera in volume il 4% rispetto al volume della testa.
tipo III – presenza di tre vacuoli o più vacuoli, tutti e tre con volume minore del 4% del volume della testa.
tipo IV – l’unico che presenta anomalie nella forma della testa dello spermatozoo, dove sono presenti  tanti vacuoli di dimensioni variabili >4%
questa suddivisione, ha consentito di ripartire il campione in due gruppi:
gruppo a – contiene le coppie i cui partener hanno spermatozoi di buona qualità, perchè identificati, a seguito della IMSI, come tipo I o tipo II (n= 63), dove “n” è il numero di pazienti maschi per gruppo.
gruppo b – contiene le coppie i cui partener hanno spermatozoi di scarsa qualità, e quindi classificati, a seguito della IMSI come tipo III o tipo IV (n = 38) . La IMSI ha  consentito di classificare gli spermatozoi, in tipi I e II  che sono considerati morfologicamente migliori e quindi con una più alta capacità fecondante, dei tipi III e IV.
Una volta selezionati gli spermatozoi  è stata eseguita la IMSI ed è stato effettuato il trasferimento degli embrioni dopo tre giorni dall’inseminazione. Lo studio ha valutato anche outcome clinico

Risultati ottenuti

Dal momento della fecondazione fino al parto, sono stati monitorati una serie di indicatori che tracciano l’andamento dell’intera gestazione. I due gruppi (a-b) comparati tra loro non hanno mostrato differenze significative in termini di fertilizzazione, sviluppo embrionale e qualità embrionaria  NS. Utilizzando il test di fisher con p <0.05.  Questi parametri hanno permesso di capire se, ed in quale momento, la presenza dei vacuoli spermatici abbia influito sui risultati embrionari o clinici; infatti i risultati pre- impianto non differiscono tra i due gruppi.
Al contrario, i risultati clinici tra i due gruppi (p<0.05) sono significativi:

1. Il tasso di gravidanza (pregnancy rate) – inteso come rapporto tra il numero di casi con una positività al test -hcg rispetto al totale degli trasferimenti embrionali effettuati – ottenuto nel gruppo a, corrisponde al 46.7%, mentre nel gruppo b è pari al 22.9%.
2. Il tasso di gravidanza clinica (clinical pregnancy rate) – che rappresenta il numero di casi in cui è presente almeno un sacco gestazionale con battito cardiaco rispetto al totale degli trasferimenti embrionali eseguiti – ha mostrato nel gruppo a un valore di 41.7%, mentre nel gruppo b si è attestato sul 17.1%.
3. Il tasso di nascita (live-birth rate) – ovvero il numero di bambini nati vivi sul totale di embrioni trasferiti – evidenzia valori pari a 36.7% e 14.3% rispettivamente nel gruppo a e b. inoltre, lo studio del prof. Greco è stato il primo ad avere ispezionato il legame tra live birth rate ed i vacuoli spermatici. Tali risultati potrebbero essere dovuti ad un effetto paterno tardivo (late paternal effect): il fallimento delle IMSI con spermatozoi di tipo III-IV sembra essere riconducibile ai problemi riscontrati nella  prima fase di sviluppo dell’embrione.