Good to know: MiOXSYS и Fertile Chip

Статията е подготвена от биолозите Ралица Петкова и Ива Колева

Субфертилитетът е състояние, което в световен мащаб засяга около 70 млн двойки в репродуктивна възраст, a мъжкият фактор е допринасящ в повече от половината случаи. Заседнал начин на живот, хранителни проблеми, стрес и хронични възпаления водят до нарушения в параметрите на семенната течност. Оценката на мъжкия инфертилитет се основава на спермални анализи, класифицирани в съответствие с насоките на Световната здравна организация (СЗО), включващи обем, концентрация, подвижност и морфология на сперматозоидите. Въпреки нормалните резултати от стандартния спермален анализ, при около 50 % от двойките не настъпва бременност и причините за това се категоризират като “неизяснени” (идиопатични).

Скорошни медицински изследвания показват, че до 80% от случаите на идиопатичен стерилитет при мъжа са свързани с оксидативния стрес [1]. Генерирането на свободни радикали е естествен процес и е необходим за репродуктивното здраве, но натрупването им води до увреждане на клетъчната мембрана на сперматозоидите. Това от своя страна може да доведе до редица отрицателни процеси: увреждане на ДНК, намалена подвижност, намалена способност за оплождане на яйцеклетката, а от там неправилно протичане на бременността или компроментиране генетичното здраве на новородените. Много клинични проучвания пък показват, че един от скритите фактори за безплодие при мъжете се оказва негативното въздействие на оксидативния стрес. Оксидативният стрес се проявява с наличието на излишно количество оксиданти или реактивни кислородни видове, наричани още свободни радикали. Същевременно с това се наблюдават изчерпани антиоксидантни защитни механизми в клетките. ORP (Oxidation Reduction Potential) е мярка за връзката между оксиданти и антиоксиданти, осигуряваща цялостната мярка за оксидативния стрес. По-високите стойности на ORP показват дисбаланс в активността на оксидантите по отношение на антиоксидантите, като по този начин се диференцира степента на мъжкото безплодие, предизвикано от оксидативния стрес.

MiOXSYS е нов метод за измерване на ORP в семенната течност. Информацията, предоставяна от оксидативния стрес тест е в основата на персонализирания път на лечение. Един от основните методи за неутрализиране на негативното въздействие от оксидативния стрес е чрез прием на достатъчно количество антиоксиданти. Тези вещества изпълняват функцията на защитници на клетките от действието на свободните радикали. Консултацията с уролог/андролог при отклонения е наложителна, относно терапията и съвети за начина на живот на конкретния пациент и конкретните параметри.

Натрупването на свободни радикали води до повишаване ДНК фрагментацията на сперматозоидите ( нарушава се структурната цялост на хроматина) . Доказано е, че увреждането на спермалната ДНК играе решаваща роля при оплождането, имплантирането и правилното предаване на бащината генетична информация [2]. В контекста на асистираната репродукция, важен фактор за постигането на качествени ембриони и реализиране на успешна бременност, е изборът на жизнеспособен сперматозоид.

Индикации за приложение на MiOXSYS – нива на оксидативен стрес:

При неизяснен стерилитет при мъжа – спермограма около и в нормалните стойности
Прием на анаболи, лекарства, вредни субстанции, тютюнопушене, наднормено тегло
Високи нива на ДНК фрагментация на сперматозоидите
Варикоцеле или други отклонения в гениталния тракт
Хронични инфекции
Завишен брой на левкоцити и други кръвни клетки в семенната плазма
Нисък процент, развиващи се ембриони в предходна процедура
Нисък процент бластоцисти в предходна процедура
Повтарящи се загуби на бременност в ранни етапи

При отклонения в нивата на оксидативен стрес се назначава индивидуална терапия от уролог/андролог за период, покриващ цикъла на сперматогенеза или по индикации.

Ограничение на метода: неприложим е при ниска концентрация на сперматозоиди в еякулата (под 1млн/мл). Методът е неприложим без спермограма в деня на анализа.

Един от най-новите методи за подбор на сперматозоиди е Fertile Chip.Представлява микрофлуидна система за селекция на бързо подвижни сперматозоиди с нормална морфология, функционална зрялост и ниски нива на ДНК фрагментация, чрез имитиране на естественият път на подбор на сперматозоидите в репродуктивния тракт на жената. Най-същественото в безстресовия подход е липсата на многократни центрофугирания на семенната течност.

Патентован от Медицинския факултет на Харвардския университет и Масачузетския технологичен институт (MIT), Fertile Chip е за еднократна употреба и няма вредно въздействие върху ембрионите и средата, в която се култивират, като същевременно съкращава времето за обработка на пробите и избягва потенциално вредните подготвителни техники, наблюдавани при някои други методи за селекция. Прилагането на Fertile Chip значително улеснява добиването на качествени сперматозоиди за целите на АРТ.

Индикации за приложение Fertile Chip:
Високи нива на оксидативен стрес и липсана време за терапия (двойката е започнала процедура по ин витро оплождане или вътрематочна инсеминация)
При повишени стойности на ДНК фрагментация
Нисък % оплождане в предходни ICSI процедури
Ембриони с лошо качество в предходни IVF процедури
Няколко ембриотрансфера без последваща бременност
Повтарящи се загуби на бременност в ранни етапи
Неуспех от предходни вътрематочни инсеминации

Ограничение на метода: неприложим е при ниска концентрация на сперматозоиди в еякулата (под 1млн/мл)

Проучвания показват, че освен по-добра подвижност и по-ниски нива на ДНК фрагментация, сперматозоидите изолирани посредством Fertile Chip имат и по-малко количество свободни радикали [3].

[1] Agarwal A, Bui AD. Oxidation-reduction potential as a new marker for oxidative stress: Correlation to male infertility. Investig Clin Urol. 2017 Nov;58(6):385-399. doi: 10.4111/icu.2017.58.6.385. Epub 2017 Nov 2. PMID: 29124237; PMCID: PMC5671957.

[2]Simon L, Emery B, Carrell D. Sperm DNA Fragmentation: Consequences for Reproduction. Adv Exp Med Biol. 2019;1166:87-105. doi: 10.1007/978-3-030-21664-1_6.

[3]Şirin Aydın 1, Esra Bulgan Kılıçdağ et al. Prospective randomized controlled study of a microfluidic chip technology for sperm selection in male infertility patients Andrologia. 2022 Jul;54(6):e14415.doi: 10.1111/and.14415.