DNA-Fragmentierung und mikrofluidisches Spermasortiergerät (ZyMōt®)
In Fruchtbarkeitslabors werden zunehmend fortschrittliche Spermaselektionsverfahren eingesetzt, um die klinischen Ergebnisse der assistierten Reproduktionstechnologien (ART) zu verbessern. Die Methode der Spermienselektion sollte nicht nur darauf abzielen, eine Erhöhung dieses Prozentsatzes zu vermeiden, sondern auch die ausgewogenste Methode zur Auswahl ausschließlich beweglicher Spermien mit intakter DNA zu finden - in Bezug auf Kosten, DNA-Schäden und nützliche Erträge.
Im Durchschnitt enthalten nur ~55% der Spermien in sauberen Spermaproben intakte DNA. Unter natürlichen Bedingungen werden die Millionen von Spermien einem intensiven Selektionsprozess unterzogen, um sicherzustellen, dass nur die optimalen Spermien die Eizelle erreichen. In den letzten Jahrzehnten war die wichtigste Technik zur Spermienpräparation die Dichtegradientenzentrifugation (DGC), bei der die Spermien gezwungen werden, eine Gradientensäule zu durchlaufen. Es gibt jedoch zunehmend Hinweise darauf, dass die DGC die Beweglichkeit verringern und die DNA-Schäden der Spermien erhöhen kann. Mehrere Studien haben eine erhöhte DNA-Schädigung mit einer geringeren Blastozystenbildungsrate, einer gestörten Embryonalentwicklung und einer erhöhten Wahrscheinlichkeit von Fehlgeburten in Verbindung gebracht.
Mikrofluidik
Alternative Techniken zur Spermienauswahl nutzen verschiedene physikochemische Eigenschaften (z.B. morphologische, membranartige und apoptotische Merkmale), um die genetische Integrität und Befruchtungsfähigkeit der Spermien zu gewährleisten und die Embryonalentwicklung und vor allem die Geburtenrate zu verbessern.Zahlreiche frühere Studien haben versucht, die klinischen Auswirkungen dieser verschiedenen Techniken der Spermienselektion zu untersuchen, zu vergleichen und darüber zu berichten, jedoch hat sich keine von ihnen als einstimmig überlegen erwiesen. In den meisten Fällen wurden bei den verschiedenen Techniken nur geringe oder gar keine Auswirkungen auf die klinischen Schwangerschafts- und Lebendgeburtenraten beobachtet.
Die Mikrofluidik stellt eine neue Ära in der Spermienselektion dar und wurde als alternative Methode der Spermienaufbereitung im Rahmen der ART beschrieben. Das Prinzip der mikrofluidischen Spermasortiergeräte (ZyMōt®) basiert auf der Rheotaxis, d.h. der Tendenz der Spermatozoen, gegen den Flüssigkeitsstrom zu schwimmen. Diese Art der Trennung ist halbautomatisch, schneller, sanfter und ahmt - bis zu einem gewissen Grad - die natürliche Selektion im Uterus nach. Gleichzeitig werden die potenziell toxischen Bestandteile und DNA-Schäden vermieden, die durch den auf Silizium basierenden Zentrifugationsschritt verursacht werden. Am wichtigsten ist jedoch, dass die DNA-Fragmentierung nach der mikrofluidischen Spermienpräparation kaum nachweisbar ist. In technischer und labortechnischer Hinsicht besteht eine mit ZyMōt® aufbereitete Probe ausschließlich aus beweglichen Spermien, was die Auswahl der Spermien während des ICSI-Verfahrens einfacher und sicherer macht.
Wer kann davon profitieren?
Zweifellos Männer mit bekanntermaßen hoher Fragmentierung der Spermien-DNA.Die Anwendung wird auch für Paare mit früheren Fehlgeburten, einer geringen Blastozystenbildungsrate sowie für Paare empfohlen, die unter ungeklärter Unfruchtbarkeit leiden. Wenn kein weiblicher Unfruchtbarkeitsfaktor vorliegt, weisen viele Männer gute konventionelle Spermaparameter (Motilität, Konzentration) auf, werden aber dennoch nicht schwanger. Es gibt mehrere Theorien zur Erklärung der ungeklärten Unfruchtbarkeit bei Männern. In ART-Labors, in denen in der Regel nur die grundlegenden Spermaparameter untersucht werden, kann eine normale Spermienanalyse die zugrundeliegenden problematischen Bedingungen verschleiern, wie z.B. einen erhöhten DNA-Fragmentierungsindex. In der Tat wiesen 11% der normozoospermischen unfruchtbaren Männer erhöhte Werte der DNA-Fragmentierung der Spermien auf.
Die Spermienauswahl ist unbestreitbar ein wichtiger Faktor für das Erreichen höherer Lebendgeburtenraten bei ARTs. Daher besteht eine der größten Herausforderungen in der Reproduktionsmedizin darin, die höchste Qualität der ausgewählten Spermien zu gewährleisten, und zwar insbesondere im Hinblick auf die genetische Integrität. Der bekannte direkte Zusammenhang zwischen der progressiven Motilität der Spermien und der DNA-Integrität veranlasst uns daher, ZyMōt® als optimale Methode der Spermientrennung vorzuschlagen.
