Selección ICSI y roturas del ADN espermático

Selección espermática en ICSI y roturas simples y dobles del ADN (Lara-Cerrillo et al., J Assist Reprod Genet 2021, observacional pareado; Transparencia: CIMAB)

Estudio observacional · muestras pareadas

Mide la fragmentación del ADN espermático en tres estados de la misma muestra de 23 varones de un solo centro, y después compara dos grupos definidos por su historia reproductiva. No sigue embarazos ni prueba ningún tratamiento: describe lo que se midió en el laboratorio y no permite hablar de causa ni de eficacia clínica.

Journal of Assisted Reproduction and Genetics · Volumen 38 · 2021

Selección ICSI: menos roturas simples, dobles sin cambio

«Sperm selection during ICSI treatments reduces single- but not double-strand DNA break values compared to the semen sample»

Sandra Lara-Cerrillo, Jordi Ribas-Maynou, Candela Rosado-Iglesias, Tania Lacruz-Ruiz, Jordi Benet y Agustín García-Peiró.
CIMAB, Barcelona Male Infertility Centre (Sant Quirze del Vallès) · Departament de Biologia Cel·lular, Fisiologia i Immunologia, Universitat Autònoma de Barcelona.

23 varones infértiles, un centro 3217 espermatozoides seleccionados uno a uno DOI 10.1007/s10815-021-02129-w
Transparencia El autor de correspondencia, Agustín García-Peiró, es el director de CIMAB, que el artículo describe como una spin-out universitaria con interés comercial en los tests de fragmentación del ADN espermático. Cuatro de los seis firmantes están afiliados a CIMAB y los otros dos a la Universitat Autònoma de Barcelona. Las condiciones del Cometa alcalino y neutro que separan roturas simples y dobles proceden de trabajos anteriores del mismo grupo, que el artículo cita. La primera firmante contó con una beca de Doctorado Industrial del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad. Lo recogemos tal como lo declara el artículo.

La pregunta

¿Lo que se mide en el semen vale para el espermatozoide que se inyecta?

En una ICSI el embriólogo elige un solo espermatozoide con morfología normal y motilidad progresiva y lo inyecta en el ovocito. El test de fragmentación del ADN, en cambio, se hace sobre la muestra de semen completa, con espermatozoides móviles e inmóviles.

Los autores recogen que la relación entre fragmentación del ADN espermático y resultados de ICSI sigue siendo controvertida, y que la ASRM concluyó que no hay una relación consistente entre fragmentación y resultados clínicos. Proponen que la propia selección del espermatozoide durante la ICSI sea uno de los factores que explican esa discrepancia.

Además, no todos los tests miden lo mismo. El Cometa en condiciones alcalinas detecta las roturas de cadena simple (SSB) y en condiciones neutras las roturas de cadena doble (DSB). SCD y TUNEL, según los autores, se correlacionan con el Cometa alcalino, es decir, con las roturas simples.

La pregunta: ¿son los valores de fragmentación medidos en el semen representativos de los pocos espermatozoides que se seleccionan en una ICSI, y cambia la respuesta según se midan roturas simples o dobles?

De la misma serie

Del mismo grupo, dos trabajos posteriores sobre microfluídica: chip microfluídico en ICSI con roturas de doble cadena altas (Lara-Cerrillo et al., Revista Internacional de Andrología) y chip microfluídico y roturas de doble cadena (Pujol et al., Zygote). Sobre el mismo tipo de rotura: doble cadena por cometa y aborto recurrente (Drakeley et al., Reproductive BioMedicine Online) y el test de roturas de doble cadena (Scientific Reports).

Los resultados

Al seleccionar bajan las roturas simples; las dobles quedan igual

Menos SSB p < 0,05
Roturas de cadena simple en el espermatozoide seleccionado para ICSI, frente al eyaculado y al swim-up
Cometa alcalino, SCD y TUNEL coinciden · test de Wilcoxon sobre muestras pareadas de 23 pacientes
DSB igual p > 0,05
Roturas de cadena doble: sin diferencias entre eyaculado, swim-up y espermatozoide seleccionado
Cometa neutro, el único de los cuatro tests que las detecta según los autores · es el dato que da título al artículo
p = 0,026
Más roturas de cadena doble en el grupo Aborto recurrente que en el No-embarazo (Cometa neutro)
Asociación medida en el eyaculado de 10 frente a 13 pacientes · no mide causa ni riesgo
p = 0,030
Más roturas de cadena simple en el grupo No-embarazo que en el Aborto recurrente (Cometa alcalino)
SCD y TUNEL no detectan esa diferencia (p > 0,05) · 13 frente a 10 pacientes

Qué pasa con cada tipo de rotura al seleccionar

Dirección y significación de cada comparación, por test (Fig. 2a del artículo). Todas las comparaciones son entre muestras pareadas del mismo paciente.

Swim-up frente a eyaculadoICSI-S frente a eyaculadoICSI-S frente a swim-up
Cometa alcalinoroturas de cadena simple (SSB)Swim-up frente a eyaculadoBaja · p < 0,05ICSI-S frente a eyaculadoBaja · p < 0,05ICSI-S frente a swim-upBaja · p < 0,05
SCDfragmentación, correlaciona con SSBSwim-up frente a eyaculadoBaja · p < 0,05ICSI-S frente a eyaculadoBaja · p < 0,05ICSI-S frente a swim-upBaja · p < 0,05
TUNELfragmentación, correlaciona con SSBSwim-up frente a eyaculadoBaja · p < 0,05ICSI-S frente a eyaculadoBaja · p < 0,05ICSI-S frente a swim-upBaja · p < 0,05
Cometa neutroroturas de cadena doble (DSB)Swim-up frente a eyaculadoSin diferencia · p > 0,05ICSI-S frente a eyaculadoSin diferencia · p > 0,05ICSI-S frente a swim-upSin diferencia · p > 0,05

Sobre la magnitud. El artículo expresa las diferencias como un porcentaje de reducción sin definir si son puntos de SDF o reducción relativa, y las medias de SDF por muestra solo aparecen como diagramas de caja en la Fig. 2. Por eso aquí va la dirección de cada comparación con su p.

Cuántos espermatozoides seleccionados se pudieron analizar

Tabla 1. Los cuatro tests se adaptaron para medir espermatozoides individuales fijados en gotas de 10-20.

TestRecuperadosRecup.AnalizablesAnaliz.VisualizadosVistosAnalizadosAnal.
Cometa neutro98,28 %78,45 %761597
Cometa alcalino95,06 %77,87 %741577
SCD98,20 %81,58 %760620
TUNEL96,27 %100,00 %855855

De 3217 espermatozoides seleccionados se visualizaron 3117 (recuperación media del 97,0 %) y se analizaron 2649 (eficiencia media de análisis del 84,5 %), una media de 662,25 por técnica.

Seminograma de los dos grupos

Tabla 2. Medias con su desviación estándar y la p de la diferencia entre grupos. Cada variable tiene su propia escala.

ConcentraciónMedia ± desviación estándar, en millones/mL.

No-embarazo
47,36± 17,81
Aborto recurrente
114,26± 55,68
Diferencia significativa · p = 0,022

Motilidad progresivaMedia ± desviación estándar, en %.

No-embarazo
33,32± 10,50
Aborto recurrente
51,92± 9,49
Diferencia significativa · p = 0,010

Espermatozoides inmóvilesMedia ± desviación estándar, en %.

No-embarazo
43,20± 12,07
Aborto recurrente
23,10± 11,79
Diferencia significativa · p = 0,010

VolumenMedia ± desviación estándar, en mL.

No-embarazo
2,96± 1,76
Aborto recurrente
3,70± 1,58
Sin diferencia significativa · p = 0,135

EdadMedia ± desviación estándar, en años.

No-embarazo
37,54± 5,08
Aborto recurrente
37,90± 4,56
Sin diferencia significativa · p = 1,000

Lo que no cambia. Motilidad no progresiva (p = 0,125) e hiperactivos (p = 0,711) tampoco difieren entre grupos. Los grupos se definieron por la historia reproductiva de la pareja, y el seminograma es una de las variables comparadas entre ellos.

El método

Cuatro pasos, de la consulta al espermatozoide individual

1

Quién entró

23 varones de 30 a 46 años con más de 1 año de infertilidad idiopática, sin factor femenino ni masculino detectado, atendidos en CIMAB (Barcelona). Se excluyeron las alteraciones graves del semen: volumen ≤ 0,5 mL, concentración ≤ 5 millones/mL o ≤ 10 % de espermatozoides móviles.

Dos grupos según la historia de la pareja: No-embarazo (sin embarazo natural o con 2 o más fallos de implantación en ICSI; 13 varones) y Aborto recurrente (2 o más pérdidas consecutivas; 10 varones).

2

Lo común a todas las muestras

Muestra tras 3-4 días de abstinencia y seminograma con sistema CASA. Dos alícuotas centrifugadas a 300 g durante 3 min: una queda como muestra «eyaculado» y la otra pasa a swim-up, 30 min a 37 °C, del que se recogen 50 µL de la fracción superior.

3

Lo propio del estudio

Del swim-up se microseleccionan uno a uno, a ×200 y en PVP al 10 %, espermatozoides con morfología normal y motilidad progresiva, con los mismos criterios que en una ICSI: 3217 en total. Se fijan en grupos de 10-20 en agarosa (Cometas y SCD) o en agua ultrapura (TUNEL) para aplicar cada test a célula individual.

4

Cómo se midió

Cuatro tests sobre eyaculado, swim-up y espermatozoides seleccionados: Cometa alcalino (SSB), Cometa neutro (DSB), SCD y TUNEL. 400 espermatozoides por muestra en los Cometas y 200 en SCD y TUNEL. Comparación entre muestras con el test de Wilcoxon, significación al 95 %.

La letra pequeña

Lo que los autores dicen de su propio trabajo

El artículo no tiene apartado de limitaciones. Esto es lo que reconocen en la discusión; las citas son traducción del original.

Espermatozoides perdidos al aspirar

Hubo cierta pérdida de espermatozoides entre la aspiración de los ICSI-S de la gota y su fijación en agarosa o agua ultrapura. Por necesidades del procedimiento se aspiraban en grupos de 10-20, y en algunos casos superaban el codo de la micropipeta, donde pudieron quedarse.

El borde de la gota de agarosa

Algunos ICSI-S fijados en agarosa no pudieron analizarse por la dispersión incompleta de la cromatina y la corriente eléctrica irregular que se produce en el borde de las gotas de agarosa. Además, algunos espermatozoides se movieron de su posición inicial y dificultaron el análisis correcto de otros.

Lo que dejan como hipótesis

Sobre la microfluídica: serían reveladoras más investigaciones que estudien la capacidad de estos dispositivos para reducir específicamente los valores de DSB y su efecto en los resultados clínicos de la ICSI. Sobre la IMSI: harían falta más estudios que analicen un gran número de ciclos de ICSI e IMSI tras detectar SSB y DSB para confirmar esta hipótesis.

Por qué esta ficha no da la magnitud de las diferencias de SDF: el artículo las expresa solo como porcentajes de reducción o aumento, sin definir si son puntos porcentuales o reducción relativa, y no publica medias absolutas de SDF por muestra ni por grupo. Por eso aquí consta la dirección de cada comparación y su p.

«Los resultados de este estudio muestran que la selección espermática con los criterios de la ICSI selecciona espermatozoides con valores de SSB más bajos que las muestras de eyaculado y de swim-up, medidos con el Cometa alcalino, el SCD y el TUNEL. Por el contrario, estos métodos de selección podrían no tener ningún efecto a la hora de seleccionar espermatozoides con valores de DSB más bajos, medidos con el Cometa neutro.»

«In conclusion, the results of this study show that sperm selection using the ICSI criteria selects spermatozoa with lower SSB values compared to the Ejaculate and the Swim-up samples, as measured by the Alkaline Comet, the SCD and the TUNEL assays. On the contrary, these selection methods may not have any effect in selecting sperm with lower DSB values, as measured by the Neutral Comet assay.»

Lara-Cerrillo S, Ribas-Maynou J, Rosado-Iglesias C, et al. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 2021. Discusión, párrafo final.

Coherencia interna

Lo que no cuadra o no se define en el artículo

  • 3217 o 2649. El resumen habla del «análisis de 3217 ICSI-S»; 3217 es el total seleccionado. Se visualizaron 3117 y se analizaron 2649 (Tabla 1). La ficha usa 3217 como seleccionados y 2649 como analizados.
  • Cuántos no se pudieron analizar en agarosa. El texto dice «alrededor del 15 %»; la Tabla 1 da eficiencias de análisis del 78,45, 77,87 y 81,58 % para las tres técnicas fijadas en agarosa. La ficha usa la Tabla 1.
  • El test entre grupos. Métodos describe el test de Wilcoxon para las comparaciones entre muestras pareadas. Para la comparación entre No-embarazo y Aborto recurrente, que son grupos independientes, el artículo no nombra el test aplicado.
  • La unidad de las diferencias. Las diferencias de SDF entre muestras y entre grupos se dan como «reducción» o «aumento» de un porcentaje, sin aclarar si son puntos porcentuales de espermatozoides fragmentados o reducción relativa. Por eso la ficha recoge la dirección y la p de cada comparación.

Para citarlo

La referencia

Lara-Cerrillo S, Ribas-Maynou J, Rosado-Iglesias C, Lacruz-Ruiz T, Benet J, García-Peiró A. Sperm selection during ICSI treatments reduces single- but not double-strand DNA break values compared to the semen sample. J Assist Reprod Genet. 2021;38:1187–1196. doi:10.1007/s10815-021-02129-w

Leer el artículo original · Conflicto de interés declarado: García-Peiró es director de CIMAB, spin-out universitaria con interés comercial en los tests de fragmentación del ADN espermático; el resto de autores declara no tenerlo · Financiación: beca de Doctorado Industrial del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad y la Agencia Estatal de Investigación a la primera firmante.
Esta ficha se ha elaborado sobre el artículo original, sin añadir datos ni interpretaciones ajenas al texto. Cada cifra se ha verificado contra el texto y las Tablas 1 y 2 del artículo antes de maquetarla. Enlaza al artículo para quien quiera leerlo completo.
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