Study of effect of spermatozoon's chromatin abnormalities in the outcome of intracytoplasmic sperm injection (ICSI)

Διερεύνηση της επίδρασης των ανωμαλιών της χρωματίνης των σπερματοζωαρίων στην έκβαση της ενδοωαρικής έγχυσης σπερματοζωαρίων (ICSI)

Study of effect of spermatozoon's chromatin abnormalities in the outcome of intracytoplasmic sperm injection (ICSI)

Karydis, Spyridon

Καρύδης, Σπυρίδων

PhD Thesis

2007

Η μεγάλη πρόοδος που επιτεύχθηκε στον τομέα της υποβοηθούμενης αναπαραγωγής με την εισαγωγή της τεχνικής της ICSI προσέφερε λύσεις σε περιπτώσεις ανδρικής υπογονιμότητας στις οποίες δεν υπήρχε περίπτωση να επιτευχθεί κύηση με προηγούμενες τεχνικές. Το γεγονός ωστόσο ότι σημαντικός αριθμός ωοκυττάρων αποτυγχάνουν να γονιμοποιηθούν μετά από την ICSI, μας οδήγησε στη διερεύνηση πιθανής συσχέτισης των ανωμαλιών συμπύκνωσης της χρωματίνης του σπερματοζωαρίου με την έκβαση αυτής. Στην εργασία μας μελετήσαμε 154 δείγματα σπέρματος με τη βοήθεια του μικροσκοπίου φθορισμού και της φθορίζουσας χρωστικής χρωμομυκίνης Α3 (CMA3) η οποία εντοπίζει τα σπερματοζωάρια με ανώμαλα συμπυκνωμένη χρωματίνη. Δεν βρέθηκε θετική συσχέτιση μεταξύ του ποσοστού των σπερματοζωαρίων με ανώμαλη συμπύκνωση χρωματίνης και του ποσοστού γονιμοποίησης, του ποσοστού κύησης και του αθροιστικού δείκτη ποιότητας των εμβρύων. Αυτό κατά πάσα πιθανότητα οφείλεται στην ίδια τη διαδικασία της ICSI, κατά την οποία γίνεται επιλογή του σπερματοζωαρίου με βάση την μορφολογία του πριν την εγχυσή του στο ωόπλασμα. Τα σπερματοζωάρια με φυσιολογική μορφολογία έχουν λιγότερες πιθανότητες να εμφανίσουν ανώμαλη συμπύκνωση της χρωματίνης τους (Griveau et al., 1992). Στην εργασία μας δεν βρέθηκε επίσης στατιστικά σημαντική συσχέτιση μεταξύ του ποσοστού των σπερματοζωαρίων με ανώμαλη συμπύκνωση χρωματίνης και των παραμέτρων του σπέρματος, με εξαίρεση τη συγκέντρωση όπου βρέθηκε μια ασθενής θετική αλλά στατιστικά σημαντική συσχέτιση. Στην εργασία μας μελετήσαμε τη κατάσταση της σπερματικής χρωματίνης στο ωόπλασμα με τη βοήθεια της φθορίζουσας χρωστικής Hoechst 33342 σε 33 ωοκύτταρα που απέτυχαν να γονιμοποιηθούν μετά από προσπάθεια για ICSI. Ένα 45% των ωοκυττάρων παρουσίαζαν πλήρως συμπυκνωμένη σπερματική χρωματίνη στο ωόπλασμα γεγονός που μας κάνει να υποθέσουμε ότι η αποτυχία του μηχανισμού αποσυμπύκνωσης της σπερματικής χρωματίνης ευθύνεται κατά ένα μεγάλο ποσοστό για τη μη γονιμοποίηση των ωαρίων. Συσχετίσαμε επίσης το ποσοστό των σπερματοζωαρίων με ανώμαλα συμπυκνωμένη χρωματίνη με το βαθμό συμπύκνωσης της σπερματικής χρωματίνης στο ωόπλασμα αλλά δεν βρέθηκε στατιστικά σημαντική συσχέτιση μεταξύ τους. Από τη σύγκριση των 48 κύκλων της ICSI που κατέληξαν σε κύηση, με τους 104 κύκλους που απέτυχαν να καταλήξουν σε κύηση, προέκυψε ότι η κύηση σχετίζεται στατιστικά με τον αριθμό των ώριμων ωαρίων και τον αθροιστικό δείκτη ποιότητας των εμβρύων. Πιστεύουμε ότι οι ανωμαλίες της σπερματικής χρωματίνης είναι ένας τομέας που απαιτεί περαιτέρω έρευνα. Η αιτία αποτυχίας της γονιμοποίησης του ωοκυττάρου μετά από ICSI, μπορεί να οφείλεται σε διακοπή διαδικασιών απαραίτητων για την ενεργοποίηση του ωοκυττάρου, την αποσυμπύκνωση της χρωματίνης και τη δημιουργία των προπυρήνων. Οι μελλοντικές μελέτες πρέπει να εστιάσουν όχι μόνο στη συσχέτιση με την έκβαση της γονιμοποίησης και της κύησης αλλά και στις απώτερες επιπλοκές στην περίπτωση της κύησης από τη χρήση ενός σπέρματος με ανώμαλη χρωματίνη.

The big progress achieved in assisted reproduction with the induction of the technique of ICSI brought big hope in cases of male subfertility . However, a big number of oocytes which fail to be fertilised after ICSI, lead to a likely correlation between abnormalities of condensation of chromatin of spermatozoon with the outcome of ICSI. Τhere were studied semen samples of 154 cycles. The condensation of nuclear chromatin of spermatozoon was evaluated with the fluorochrome chromomycin A3 (CMA 3) (which detects spermatozoa with abnormal chromatin condensation) under a fluorescence microscope. In our study there was not found a positive correlation between the percentage of spermatozoa with abnormal condensation of chromatin and the fertilisation rate, the pregnancy rate and cumulative index of embryo quality. It is likely this result to be due to the process of ICSI. During ICSI ,a spermatozoon with normal morphology was selected which was less possible to present abnormal chromatin condensation. Furthermore, there was not found a statistically important correlation between the percentage of spermatozoa with abnormal chromatin condensation and the parameters of sperm with the exception of sperm concentration . It was hypothesised that the defective chromatin condensation of spermatozoon leads to failure of chromatin decondensation in ooplasma. We evaluated the chromatin status of spermatozoon in ooplasma of 33 oocytes which failed to be fertilised after ICSI. The chromatin decondensation of spermatozoon in ooplasm was evaluated with the fluorochrome Hoechst 33342. There was found that 45% of oocytes present sperm chromatin tottaly condensed which propably lead to the hypothesis that the cause of failure of fertilisation of oocytes is due to the failure of decondensation of chromatin of spermatozoon in ooplasma. There was not found statistically important correlation between the percentage of spermatozoa with abnormal condensation of nuclear chromatin with the degree of condensation of chromatin of spermatozoon in ooplasma. From the comparison of 48 cycles of ICSI that led to gestation with the 106 cycles that failed to lead to gestation it resulted that the gestation is related statistically with the number of mature oocytes (oocytes in MII) and the cumulative index of embryo quality. Consequently, we believe that the abnormalities of chromatin of spermatozoon requires further research. The cause of fertilisation failure of oocytes after ICSI can be owed in interruption of processes essential for the activation of oocyte, the decondensation of chromatin and the formation of pronucleus. The study of degree of condensation of chromatin will be possibly imported as routine in the evaluation of sperm quality of sperm while the future studies should focus not only in the correlation with the fertilisation rate and pregnancy but also in the final complications in case of pregnancy from the use of sperm with abnormal chromatin.

Ιατρική και Επιστήμες Υγείας ➨ Ιατρική Βιοτεχνολογία

Medical Biotechnology

Συμπύκνωση χρωματίνης

Σπερματοζωάρια

Spermatozoa

Γονιμοποίηση

Chromatin condensation

Subfertility

Fertilization

Medical and Health Sciences

Υπογονιμότητα

Ιατρική Βιοτεχνολογία

Ιατρική και Επιστήμες Υγείας

Ελληνική γλώσσα

Democritus University of Thrace (DUTH)

Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης (ΔΠΘ)

Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης (ΔΠΘ). Τμήμα Ιατρικής. Τομέας Κλινικοεργαστηριακός. Εργαστήριο Φυσιολογίας Αναπαραγωγής - Τεχνητής Γονιμοποίησης

Εθνικό Κέντρο Τεκμηρίωσης και Ηλεκτρονικού Περιεχομένου (ΕΚΤ)

Εθνικό Αρχείο Διδακτορικών Διατριβών

Συλλογή ΕΑΔΔ