Poškození DNA spermií může být zásadní příčinou mužské neplodnosti. Spermie s poškozenou DNA často nejsou schopny oplodnit vajíčko. Pokud poškozená spermie vajíčko oplodní, existuje určitá šance, že takto vzniklé embryo zlomy a poškození opraví, nicméně v případě otěhotnění obvykle nastává potrat v časné fázi těhotenství.
Hlavní příčinou poškození spermatické DNA je oxidativní stres, který všeobecně stoupá se zvyšujícím se věkem a/nebo při zánětlivých onemocněních, kouření cigaret, užívání léků, environmentálním znečištění a při zvýšené testikulární teplotě. Mezi další hlavní příčiny poškození DNA spermií patří vývojové vady při vzniku spermií (např. poškození DNA při jejím balení do hlavičky spermie), působení volných radikálů, kouření, zvýšená teplota varlat, vystavení chemickým látkám.
Apoptóza a její projevy u spermií
Spermie mají omezenou životnost a zanikají tzv. apoptózou, což je programovaná buněčná smrt. Apoptotické spermie nejsou standardně rozlišitelné od normálních spermií. Poškozené spermie s nadměrně fragmentovanou DNA přirozeně zahajují proces buněčné smrti. V počátečním stádiu buněčné smrti, které nemusí být jinak rozpoznatelné, vystavují buňky na svém povrchu látku fosfatidylserin, která je normálně jen uvnitř buňky. Tyto spermie nejsou standardně rozlišitelné od normálních spermií.
Magneticky aktivovaný buněčný sorting (MACS)
Magneticky aktivovaný buněčný sorting (MACS) je technologie sloužící k selekci kvalitních spermií před samotným procesem oplodnění. MACS může zvýšit úspěšnost IVF cyklů tím, že eliminuje spermie s vnitřními poškozeními, které by mohly vést k neúspěchu oplodnění nebo vývoje embrya. Léčba pomocí MACS obvykle probíhá tak, že vzorek spermatu je nejprve ošetřen speciálními magnetickými mikrokuličkami vázanými na protilátky, které cílí specifické markery poškozených buněk. Následně je vzorek vložen do magnetického pole (kolona), kde jsou selektivně zachytávány označené (poškozené) spermie. Systém MACS obsahuje magnetické nanočástice, které se vážou na fosfatidylserin. Nepoškozené žijící spermie protečou kolonou a jsou shromažďovány pro další použití.
MACS® ART Annexin V System byl navržen pro selektivní odstranění těchto defektních, i když morfologicky nerozlišitelných buněk ze vzorku pacienta. Proces začíná magnetickým označením poškozených spermií, které následně procházejí separační kolonou, kde jsou selektivně zachytávány.
Metoda MACS je vhodná především u mužů, kteří mají problém s poškozením DNA spermií. Tato metoda nevybírá vhodné spermie, ale odstraňuje špatné ze vzorku.
Další metody selekce spermií
Pro výběr spermií před oplozením se používá i metoda PICSI (Funkční výběr spermie). Tato metoda vybírá ty nejlepší spermie na základě jejich vazby na kyselinu hyaluronovou. Jedná se o kyselinu, která se přirozeně nachází v obalu zralého vajíčka. Využívá se tedy toho, že spermie s vysokou afinitou ke kyselině hyaluronové jsou zralejší a také vhodnější pro fertilizaci. Naproti tomu metoda MACS pomocí magnetu odstraňuje ze vzorku ty spermie, které jsou nevhodné pro fertilizaci.
Mikrofluidní separace spermií je další metodou, která se zaměřuje na výběr správné spermie k oplození vajíčka. Separace probíhá pomocí speciálního čipu. Selekcí přes mikroskopické kanálky je podstatně větší šance na zisk kvalitních spermií. Metoda mikrofluidních čipů je šetrnější alternativou založenou na principu přirozeného výběru spermií. Čip obsahuje mikrobariéry, kterými spermie procházejí, a které napodobují přirozené prostředí vejcovodů ženy. Takto vytříděné spermie vykazují vyšší pohyblivost i lepší tvar, nižší fragmentaci DNA a hladiny reaktivních forem kyslíku.
Obě metody, MACS i PICSI, lze použít i v kombinaci. V některých případech je to dokonce velmi vhodné pro zvýšení šance na oplození.
Další pokročilé metody v asistované reprodukci
V rámci asistované reprodukce se využívá řada dalších metod pro zvýšení šance na úspěšné těhotenství:
- Timelapse: Metoda pro sledování vývoje embrya po celou dobu jeho kultivace ve speciálním inkubátoru.
- Asistovaný hatching za použití laseru: Šetrné otevření ochranného obalu embrya pomocí laseru, aby se usnadnilo jeho uhnízdění v děloze.
- EmbryoGlue®: Speciální kultivační médium s vyšší koncentrací hyaluronanu, které podporuje "přilepení" embrya na děložní stěnu.
- Odsátí spermií z nadvarlat (MESA) a Získání spermií z tkáně varlat (TESE): Metody pro získání spermií v případech, kdy se v ejakulátu nenacházejí.
- ERA (Endometrial Receptivity Analysis): Test receptivity endometria pro určení optimálního stavu pro uhnízdění embrya.
- EndomTRIO (EMMA, ERA, ALICE): Soubor tří vyšetření pro komplexní posouzení stavu endometria.
Jak funguje IVF | Příběh plodnosti | BBC Earth Science
Metoda PICSI představuje vylepšení techniky ICSI, při kterém se k oplodnění používají výhradně zralé spermie. Metoda magnetické selekce spermií (MACS) využívá specifického markeru na membráně spermií, které jsou určeny k přirozenému zániku. Kovové částice se navážou na tento marker, což umožňuje magnetu zachytit a odstranit tyto spermie.
Volba jednotlivých metod by měla být vždy ve spolupráci s lékařem a embryologem na základě výsledků spermiogramu.