La selezione degli spermatozoi nell'econdazione in vitro (FIV): il punto di partenza per il successo

La Fecondazione in Vitro (FIV) è una procedura complessa e altamente tecnologica che offre speranza a milioni di coppie che affrontano l'infertilità. L'induzione dell'ovulazione e il prelievo di ovociti sono indubbiamente fasi cruciali per il successo, così come la selezione e la preparazione degli spermatozoi, momenti che rivestono un'importanza altrettanto fondamentale per garantire una fecondazione efficace e lo sviluppo di embrioni sani. La qualità del gamete maschile influenza direttamente i tassi di successo della FIV e, per questo, la ricerca si concentra continuamente su metodi sempre più sofisticati per selezionare i migliori spermatozoi.

Perché la Selezione degli Spermatozoi è così Importante nella FIV?

La selezione degli spermatozoi è essenziale nella FIV per diverse ragioni:

1. Ottimizzazione della Fecondazione: Solo spermatozoi sani e funzionali sono in grado di fecondare un ovocita. Selezionando i migliori, si aumentano le probabilità di successo della fecondazione, sia con FIV tradizionale che con ICSI (iniezione intracitoplasmatica di spermatozoi).
2. Miglioramento della Qualità Embrionaria: La qualità del DNA spermatico è direttamente correlata alla qualità dell'embrione e alla sua capacità di impiantarsi e svilupparsi. Gli spermatozoi con DNA danneggiato possono portare a difetti embrionari, arresti di sviluppo o aborti precoci.
3. Riduzione dei Rischi: Eliminare gli spermatozoi immobili, morti o con anomalie morfologiche e genetiche riduce il rischio di ottenere embrioni non vitali o con problemi cromosomici.
4. Superare il Fattore Maschile: Molti casi di infertilità maschile (basso numero, motilità o morfologia anomala degli spermatozoi) possono essere superati grazie a tecniche di selezione che permettono di isolare anche pochi spermatozoi validi da utilizzare in ICSI.
5. Determinare il sesso del nascituro: Il sesso di un nascituro è determinato dallo spermatozoo al momento della fecondazione. Gli ovociti portano sempre un cromosoma X. Gli spermatozoi possono portare un cromosoma X (per dare una femmina, XX) o un cromosoma Y (per dare un maschio, XY). L'idea alla base della selezione del sesso tramite spermatozoi è di separare gli spermatozoi portatori di X da quelli portatori di Y e utilizzare solo la frazione desiderata per la fecondazione.

Metodi tradizionali di selezione degli spermatozoi per la FIV

Prima dell'uso in FIV, il campione di seme viene sottoposto a procedura di preparazione e selezione in laboratorio. I metodi più comuni includono:

1. Gradienti di Densità: Il seme viene stratificato su soluzioni con diversa densità e centrifugato. Gli spermatozoi più sani, con maggiore densità e motilità, attraversano i gradienti e si depositano sul fondo, separandosi da cellule morte, detriti e spermatozoi meno mobili.

1. Tecniche Basate sul Flusso Citometrico (Flow Cytometry): Questa è la tecnica più efficace per la separazione degli spermatozoi X e Y. Si basa sul fatto che gli spermatozoi portatori del cromosoma X sono leggermente più grandi e contengono circa il 2,8% in più di DNA rispetto agli spermatozoi portatori del cromosoma Y. Gli spermatozoi vengono marcati con un colorante fluorescente che si lega al DNA. Quando passano attraverso un citometro a flusso, un laser eccita il colorante e la maggiore quantità di DNA negli spermatozoi X li rende più fluorescenti. Il citometro a flusso può quindi separare gli spermatozoi X da quelli Y con una precisione che può arrivare al 85-90% per gli spermatozoi X e al 70-75% per gli spermatozoi Y.

1. “Swim-up” (Risalita): Il campione di seme viene stratificato sotto un terreno di coltura. Gli spermatozoi più mobili e vitali nuotano attivamente dal fondo del tubo verso il terreno di coltura superiore, lasciando indietro i detriti e gli spermatozoi meno attivi.

Il Metodo “Swim-up” in dettaglio

La qualità degli spermatozoi è un fattore predittivo fondamentale per il successo della FIV. Prima della fecondazione, il campione di sperma deve essere preparato per isolare gli spermatozoi più mobili, vitali e morfologicamente normali, separandoli dal plasma seminale, dalle cellule morte, dai detriti e dagli spermatozoi immobili o anomali.

Il metodo “Swim-up” (o risalita) è una delle tecniche più comuni e “gentili” per la preparazione del seme. Funziona così:

• Un piccolo volume di liquido seminale liquefatto viene stratificato sotto un mezzo di coltura sterile (un liquido nutritivo) in una provetta.
• Gli spermatozoi, dotati di una buona motilità progressiva, sono gli unici in grado di nuotare attivamente attraverso il liquido seminale e risalire verso il mezzo di coltura sovrastante.
• Dopo un periodo di incubazione (solitamente 30-60 minuti), il mezzo di coltura superiore, ora arricchito di spermatozoi di alta qualità, viene prelevato.

Vantaggi dello “Swim-up”:

• Selezione Funzionale: Seleziona gli spermatozoi in base alla loro motilità intrinseca, che è un indicatore chiave della vitalità.
• Danno minore: A differenza della centrifugazione (usata nei gradienti di densità), che può generare stress meccanico e radicali liberi dannosi per il DNA spermatico, lo “swim-up” è meno traumatico.
• Rimozione Efficace: Efficace nel separare gli spermatozoi vivi e mobili da quelli morti, dai detriti e dalle altre cellule presenti nel liquido seminale.

Nonostante l'efficacia, per campioni con bassa concentrazione o motilità gravemente compromessa, potrebbero essere preferibili altri metodi di preparazione.

Tecniche Avanzate di Selezione degli Spermatozoi: Verso una Maggiore Precisione

Per superare le limitazioni dei metodi tradizionali, sono state sviluppate tecniche più sofisticate:

• Selezione Basata sulla Morfologia (IMSI - Intracytoplasmic Morphologically Selected Sperm Injection): Simile alla ICSI, ma gli spermatozoi vengono osservati a ingrandimenti molto elevati (oltre 6000x) per identificare le anomalie morfologiche più sottili (come vacuoli nella testa dello spermatozoo) prima dell'iniezione nell'ovocita.
• Selezione Basata sull'Integrità del DNA (Test di Frammentazione del DNA): Prima della selezione, si possono eseguire test per valutare il grado di frammentazione del DNA spermatico. Alcuni metodi di selezione (come i chip microfluidici) sono in grado di isolare spermatozoi con minore frammentazione del DNA.
• Tecniche Microfluidiche (es. Fertile Plus): Questi sistemi innovativi utilizzano micro-canali che mimano il tratto riproduttivo femminile. Gli spermatozoi devono “nuotare” attraverso questi canali, e solo quelli con la migliore motilità e vitalità riescono a raggiungere una camera di raccolta. Questo metodo è meno invasivo e meno dannoso per gli spermatozoi, selezionando quelli con minore frammentazione del DNA e migliore morfologia.

Il Ruolo della selezione degli spermatozoi nella FIV-ICSI

Nella ICSI, dove un singolo spermatozoo viene iniettato direttamente nell'ovocita, la selezione manuale da parte dell'embriologo è cruciale. L'embriologo sceglie lo spermatozoo che appare più mobile e morfologicamente normale. Le tecniche avanzate di selezione mirano a supportare e migliorare questa scelta, offrendo una popolazione di spermatozoi pre-selezionati di altissima qualità da cui l'embriologo può scegliere con maggiore sicurezza.

In conclusione, la selezione degli spermatozoi è un elemento chiave per il successo della FIV. Dall'uso di metodologie tradizionali alle più avanzate tecniche microfluidiche e morfologiche, l'obiettivo è sempre lo stesso: identificare il “migliore” spermatozoo per la fecondazione, aumentando così le probabilità di una gravidanza sana e a termine. Questo focus continuo sull'ottimizzazione della qualità del gamete maschile è fondamentale per il progresso della medicina riproduttiva.