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Les techniques d’optimisation du sperme et de préparation des spermatozoïdes jouent un rôle crucial dans l’obtention de fractions cellulaires enrichies en spermatozoïdes structurellement et fonctionnellement supérieurs, ce qui constitue une étape clé de la technologie de procréation assistée humaine1. L’objectif de l’optimisation du sperme est de : (1) Réduire ou éliminer les prostaglandines, les cellules immunitaires, les anticorps anti-spermatozoïdes, les spermatozoïdes immobiles de mauvaise qualité, les bactéries et les débris dans le plasma séminal ; (2) Réduire ou éliminer la viscosité du sperme ; et (3) Favoriser la capacité des spermatozoïdes et améliorer la capacité de fécondation. Une technique idéale de préparation des spermatozoïdes devrait permettre de récupérer une population de spermatozoïdes hautement fonctionnelle qui préserve l’intégrité de l’ADN et n’induit pas de dysfonctionnement par la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) par les spermatozoïdes et les leucocytes2.
La technologie de préparation du sperme la plus utilisée actuellement est la méthode DGC. Les avantages de cette méthode sont son taux de récupérationélevé3 et sa standardisation facile. Dans la pratique, il peut être sélectionné de manière flexible en fonction de la qualité de l’éprouvette pour la méthode de gradient de double densité4, la méthode mini-DGC ou la méthode de centrifugation à gradient monocouche5. Cette méthode peut être utilisée pour préparer des spermatozoïdes de haute qualité avec une bonne vitalité, exempts de débris cellulaires, de globules blancs contaminés, de cellules non germinales et de cellules germinales dégénérées. Cependant, l’inconvénient de cette méthode est qu’elle nécessite une centrifugation, ce qui peut endommager l’ADN des spermatozoïdes6.
La méthode présentée ici a été adaptée de l’étude originale de Baldini et al.7, qui s’est concentrée sur la migration horizontale des spermatozoïdes dans des boîtes d’injection. Cette méthode modifiée intègre une voie horizontale en forme de U pour séparer les spermatozoïdes de haute qualité et à forte vitalité. Il évite les dommages à l’ADN causés par la centrifugation et minimise l’influence des spermatozoïdes morts, des débris cellulaires et d’autres impuretés visqueuses lors des procédures d’injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI).
L’approche spécifique consiste à utiliser un milieu de fertilisation pour créer une voie UHS dans la parabole opératoire ICSI. Une microgouttelette de milieu de fertilisation de 10 μL est placée au point de départ gauche de la voie UHS pour retenir le sperme. Deux gouttelettes tampons supplémentaires de 10 μL de fertilisant sont positionnées à intervalles réguliers dans la section centrale gauche de la voie UHS, et toutes les gouttelettes sont reliées par un milieu de fertilisation. Après avoir recouvert l’installation d’huile de culture, le plat est incubé pendant la nuit à 37 °C avec 6 % de CO2 pour l’équilibre. Par la suite, 3 μL de sperme sont ajoutés à la microgouttelette au point de départ sur le côté gauche de la voie UHS. Des spermatozoïdes de haute qualité nagent jusqu’à la piste sur le côté droit de la voie UHS, facilitant leur collecte avec l’aiguille d’injection ICSI. Les spermatozoïdes morts, les débris cellulaires et autres impuretés visqueuses restent principalement à l’emplacement d’origine ou dans les gouttelettes tampons.
La puce microfluidique simule le processus de sélection naturelle dans l’appareil reproducteur féminin, ce qui permet d’isoler de manière optimale les spermatozoïdes de haute qualité du sperme sans centrifugation. Ceci est essentiel pour améliorer la motilité des spermatozoïdes8, réduire l’indice de fragmentation de l’ADN des spermatozoïdes9 et améliorer les résultats de la grossesse10. Cependant, la fabrication de tels dispositifs est complexe, coûteuse et difficile à mettre en œuvre à grande échelle.
Le protocole décrit ici offre une alternative nouvelle, simple et réalisable. En exploitant les caractéristiques de motilité des spermatozoïdes, cette méthode permet d’obtenir des résultats comparables à ceux de la technologie microfluidique. Les spermatozoïdes préparés présentent une forte vitalité, de faibles indices de fragmentation de l’ADN et sont bien adaptés à une utilisation dans l’ICSI.