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As técnicas de otimização de sêmen e preparação de espermatozóides desempenham um papel crucial na obtenção de frações celulares enriquecidas com espermatozóides estrutural e funcionalmente superiores, que é uma etapa fundamental na tecnologia de reprodução assistida por humanos1. O objetivo da otimização do sêmen é: (1) Reduzir ou remover prostaglandinas, células imunoativas, anticorpos anti-espermatozóides, espermatozóides imóveis de baixa qualidade, bactérias e detritos no plasma seminal; (2) Reduzir ou eliminar a viscosidade do sêmen; e (3) Promover a capacitação do esperma e aumentar a capacidade de fertilização. Uma técnica ideal de preparação de espermatozoides deve recuperar uma população de espermatozóides altamente funcional que preserve a integridade do DNA e não induza disfunção por meio da produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) por espermatozoides e leucócitos2.
A tecnologia de preparação de espermatozóides mais utilizada atualmente é o método DGC. As vantagens desse método são sua alta taxa de recuperação3 e fácil padronização. No uso prático, ele pode ser selecionado de forma flexível com base na qualidade da amostra para o método de gradiente de dupla densidade4, método mini-DGC ou método de centrifugação de gradiente de camada única5. Este método pode ser usado para preparar espermatozóides de alta qualidade com boa vitalidade, livres de detritos celulares, glóbulos brancos contaminados, células não germinativas e células germinativas degeneradas. No entanto, a desvantagem desse método é que ele requer centrifugação, o que pode causar danos ao DNA do esperma6.
O método aqui apresentado foi adaptado do estudo original de Baldini et al.7, que se concentrou na migração horizontal de espermatozoides em placas de injeção. Este método modificado incorpora uma faixa horizontal em forma de U para separar espermatozoides de alta qualidade com forte vitalidade. Evita danos ao DNA causados pela centrifugação e minimiza a influência de espermatozoides mortos, detritos celulares e outras impurezas viscosas durante os procedimentos de injeção intracitoplasmática de espermatozóides (ICSI).
A abordagem específica envolve o uso de um meio de fertilização para criar uma faixa UHS na antena de operação ICSI. Uma microgotícula de meio de fertilização de 10 μL é colocada no ponto inicial esquerdo da pista UHS para reter o sêmen. Duas gotículas adicionais de tampão de meio de fertilização de 10 μL são posicionadas em intervalos na seção central esquerda da faixa UHS, e todas as gotículas são conectadas por meio de fertilização. Depois de cobrir a instalação com óleo de cultivo, o prato é incubado durante a noite a 37 °C com 6% de CO2 para equilíbrio. Posteriormente, 3 μL de sêmen são adicionados à microgota no ponto inicial no lado esquerdo da pista UHS. Espermatozoides de alta qualidade nadam até a pista do lado direito da pista UHS, facilitando sua coleta com a agulha de injeção de ICSI. Espermatozóides mortos, detritos celulares e outras impurezas viscosas permanecem principalmente no local original ou nas gotículas tampão.
O chip microfluídico simula o processo de seleção natural no trato reprodutivo feminino, permitindo o isolamento ideal de espermatozoides de alta qualidade do sêmen sem centrifugação. Isso é fundamental para melhorar a motilidade do esperma8, reduzir o índice de fragmentação do DNA do esperma9 e melhorar os resultados da gravidez10. No entanto, a fabricação de tais dispositivos é complexa, cara e difícil de implementar amplamente.
O protocolo aqui descrito oferece uma alternativa nova, simples e viável. Ao alavancar as características de motilidade espermática, este método alcança resultados comparáveis aos da tecnologia microfluídica. Os espermatozoides preparados exibem forte vitalidade, baixos índices de fragmentação do DNA e são adequados para uso em ICSI.