La inyección intracitoplasmática de espermatozoides ( ICSI / ˈ ɪ k s i / IK -ver ) es un procedimiento de fertilización in vitro (FIV) en el que se inyecta un único espermatozoide directamente en el citoplasma de un óvulo . Esta técnica se utiliza con el fin de preparar los gametos para la obtención de embriones que puedan ser transferidos al útero materno. Con este método se evita la reacción del acrosoma .
Existen varias diferencias entre la FIV clásica y la ICSI, pero los pasos a seguir antes y después de la inseminación son los mismos. En cuanto a la inseminación, la ICSI necesita tan solo un espermatozoide por ovocito , mientras que la FIV necesita entre 50.000 y 100.000. Esto se debe a que en la FIV debe producirse la reacción acrosómica y deben participar miles de espermatozoides. Una vez fecundado, el óvulo se transforma en un preembrión y debe ser transferido al útero para continuar su desarrollo.
El primer embarazo humano generado por ICSI fue realizado en 1991 por Gianpiero Palermo y su equipo.
La inyección de espermátidas redondas (ROSI) es una técnica de reproducción asistida mediante la cual se inyecta una espermátida redonda en el citoplasma del ovocito para lograr la fecundación. Esta técnica puede utilizarse para permitir la paternidad genética en algunos hombres que no tienen espermatozoides en el eyaculado (azoospermia) y en quienes no se pueden obtener espermatozoides quirúrgicamente de los testículos. Esta afección se denomina azoospermia no obstructiva o secretora, a diferencia de la azoospermia obstructiva, en la que la producción completa de espermatozoides se produce en los testículos y se pueden obtener espermatozoides potencialmente fecundantes mediante la extracción de espermatozoides testiculares (TESE) y utilizarlos para la ICSI. En los casos de azoospermia no obstructiva (secretora), por otro lado, la producción de espermatozoides testiculares se bloquea en diferentes etapas del proceso de formación de los espermatozoides (espermatogénesis). En aquellos hombres en los que la espermatogénesis está bloqueada en la etapa de espermátidas redondas, en la que ya se ha completado la meiosis, estas células redondas pueden fecundar con éxito los ovocitos después de ser inyectadas en su citoplasma. [1]
Aunque muchos aspectos técnicos de la ROSI son similares a los de la ICSI, también existen diferencias significativas entre ambas técnicas. [2] En primer lugar, en comparación con los espermatozoides, las espermátidas redondas no poseen características morfológicas fácilmente perceptibles y son inmóviles. En consecuencia, la distinción entre espermátidas redondas y otras células redondas de tamaño similar, como los leucocitos, no es una tarea fácil. Además, la distinción entre espermátidas redondas vivas, que se utilizarán en ROSI, y espermátidas redondas muertas, que se descartarán, requiere métodos y habilidades específicos, que no se requieren en el caso de la ICSI, donde la viabilidad de las células espermáticas se puede evaluar fácilmente sobre la base de la motilidad de los espermatozoides en la mayoría de los casos. [2] El procedimiento de microinyección para ROSI también difiere ligeramente del de la ICSI, ya que se necesitan estímulos adicionales para asegurar la activación adecuada de los ovocitos después de la inyección de espermátidas. Si se cumplen con éxito todos los requisitos para la selección e inyección de espermátidas redondas, los ovocitos inyectados se desarrollan hasta embriones tempranos y pueden transferirse al útero de la madre para producir el embarazo. [2] [1]
Los primeros embarazos y nacimientos exitosos con el uso de ROSI fueron logrados en 1995 por Jan Tesarik y su equipo. [3] El potencial clínico de ROSI en el tratamiento de la infertilidad masculina debido a la ausencia total de espermatozoides ha sido corroborado recientemente por una publicación que informa sobre el desarrollo postnatal de 90 bebés nacidos en Japón y 17 en España. [4] Con base en la evaluación de los bebés nacidos, no se han identificado anormalidades atribuibles a la técnica ROSI. [2] [1] [3] [4]
Este procedimiento se utiliza con mayor frecuencia para superar los problemas de infertilidad masculina , aunque también puede utilizarse cuando los espermatozoides no pueden penetrar fácilmente los óvulos y, ocasionalmente, además de la donación de esperma . [5]
Se puede utilizar en la teratozoospermia , porque una vez que se fertiliza el óvulo, la morfología anormal del espermatozoide no parece influir en el desarrollo del blastocisto ni en la morfología del blastocisto. [6] Incluso con teratozoospermia grave, la microscopía aún puede detectar los pocos espermatozoides que tienen una morfología "normal", lo que permite una tasa de éxito óptima. [6]
Además, los especialistas utilizan la ICSI en casos de azoospermia (cuando no hay espermatozoides eyaculados pero sí se encuentran en el testículo ), cuando se dispone de espermatozoides valiosos (nombre que se da a las muestras de esperma extraídas para preservar la fertilidad tras la quimioterapia ) o tras irrupciones previas en ciclos de FIV .
Antes de realizar la ICSI, es necesario realizar una selección y capacitación in vitro de los espermatozoides. Además de las técnicas más habituales de capacitación in vitro de los espermatozoides (swim-up, gradientes de densidad, filtración y lavado simple), existen algunas técnicas nuevas que resultan útiles y presentan ventajas respecto a los métodos más antiguos.
Una de estas nuevas técnicas es el uso de chips microfluídicos, como el chip Zymot ICSI. Este chip es un dispositivo que ayuda a identificar los espermatozoides de mayor calidad para la técnica ICSI. Reproduce las condiciones de la vagina, lo que permite una selección más natural de los espermatozoides. Una de las principales ventajas de este método es la calidad de los espermatozoides, ya que los seleccionados presentan mejor movilidad, morfología, poca fragmentación del ADN y menor cantidad de especies reactivas de oxígeno (ROS). [7]
Otra forma de realizar la selección es la técnica MACS, que consiste en unas diminutas partículas magnéticas unidas a un anticuerpo ( anexina V ) que es capaz de identificar los espermatozoides más viables. Al pasar la muestra de semen por una columna con un campo magnético, los espermatozoides apoptóticos quedan retenidos en la columna mientras que los sanos se obtienen fácilmente en el fondo de la misma. [8]
La PICSI es otro método derivado de este, la única diferencia es el proceso de selección de los espermatozoides. En este caso, se colocan en una placa que contiene gotas de un compuesto sintético similar al ácido hialurónico . Sabremos qué espermatozoides están maduros porque se unirán a las gotas de HA. Esto se debe a que solo los espermatozoides maduros tienen un receptor para el ácido hialurónico, que necesitan porque este ácido se puede encontrar rodeando a los ovocitos, y los espermatozoides necesitan poder unirse a este ácido y digerirlo para fecundar el ovocito. Una vez seleccionados los espermatozoides maduros, se pueden utilizar para la microinyección de ovocitos. [9] Los espermatozoides seleccionados por ácido hialurónico no tienen casi ningún efecto sobre si se produce un nacimiento vivo, pero pueden reducir el aborto espontáneo. [10]
El primer niño nacido mediante micromanipulación de gametos (técnica en la que se utilizan herramientas especiales y microscopios invertidos que ayudan a los embriólogos a elegir un espermatozoide individual para la FIV ICSI) fue un niño nacido en Singapur en abril de 1989. [11]
La técnica fue desarrollada por Gianpiero Palermo en la Vrije Universiteit Brussel , en el Centro de Medicina Reproductiva dirigido por Paul Devroey y Andre Van Steirteghem. [12] En realidad, el descubrimiento se produjo por un error.
El procedimiento en sí se realizó por primera vez en 1987, [13] aunque solo llegó a la etapa pronuclear. [14] El primer embrión activado por ICSI se produjo en 1990, [15] pero el primer nacimiento exitoso por ICSI tuvo lugar el 14 de enero de 1992, después de una concepción en abril de 1991 [16] . [17]
Sharpe et al. comentan el éxito de la ICSI desde 1992 diciendo que "[p]or lo tanto, la mujer soporta la carga del tratamiento de la infertilidad masculina, un escenario bastante único en la práctica médica. El éxito de la ICSI ha desviado efectivamente la atención de la identificación de las causas de la infertilidad masculina y ha centrado la investigación en la mujer, para optimizar la provisión de óvulos y un endometrio receptivo, de lo que depende el éxito de la ICSI". [18] [19]
La ICSI generalmente se realiza después de un procedimiento de recuperación de ovocitos transvaginal para extraer uno o varios ovocitos de una mujer.
En la FIV ICSI, la pareja masculina o un donante proporciona una muestra de esperma el mismo día en que se recogen los óvulos. [20] La muestra se analiza en el laboratorio y, si no hay espermatozoides presentes, los médicos extraerán espermatozoides del epidídimo o del testículo. La extracción de espermatozoides del epidídimo también se conoce como aspiración percutánea de espermatozoides del epidídimo (PESA) y la extracción de espermatozoides del testículo también se conoce como aspiración testicular de espermatozoides (TESA). Dependiendo de la cantidad total de espermatozoides en la muestra de semen, ya sea baja o alta, se puede simplemente lavar o capacitar mediante swim-up o gradientes, respectivamente.
El procedimiento se realiza bajo un microscopio utilizando múltiples dispositivos de micromanipulación ( micromanipulador , microinyectores y micropipetas ). Una pipeta de sujeción estabiliza el ovocito maduro con una succión suave aplicada por un microinyector. Desde el lado opuesto, se utiliza una micropipeta de vidrio delgada y hueca para recolectar un solo espermatozoide, habiéndolo inmovilizado cortando su cola con la punta de la micropipeta. El ovocito se perfora a través del oolema y el espermatozoide se dirige hacia la parte interna del ovocito (citoplasma). Luego, el espermatozoide se libera en el ovocito. El ovocito de la imagen tiene un cuerpo polar extruido aproximadamente a las 12 en punto que indica su madurez. El cuerpo polar está ubicado en la posición de las 12 o las 6 en punto, para garantizar que la micropipeta insertada no altere el huso dentro del óvulo. Después del procedimiento, el ovocito se colocará en un cultivo celular y se revisará al día siguiente para detectar signos de fertilización .
Por el contrario, en la fecundación natural, los espermatozoides compiten y cuando el primer espermatozoide penetra en el oolema, éste se endurece para bloquear la entrada de cualquier otro espermatozoide. Se ha planteado la preocupación de que en la ICSI se pasa por alto este proceso de selección de espermatozoides y el embriólogo selecciona el espermatozoide sin ninguna prueba específica. Sin embargo, a mediados de 2006, la FDA autorizó un dispositivo que permite a los embriólogos seleccionar espermatozoides maduros para la ICSI basándose en la unión de los espermatozoides al ácido hialurónico , el componente principal de la capa de gel ( cúmulo oóforo ) que rodea al ovocito. El dispositivo proporciona gotitas microscópicas de hidrogel de ácido hialurónico adheridas a la placa de cultivo. El embriólogo coloca el esperma preparado en el micropunto, selecciona y captura los espermatozoides que se unen al punto. La investigación básica sobre la maduración de los espermatozoides muestra que los espermatozoides que se unen al ácido hialurónico son más maduros y muestran menos roturas de la cadena de ADN y niveles significativamente más bajos de aneuploidía que la población de espermatozoides de la que fueron seleccionados. Una marca comercial para uno de estos dispositivos de selección de espermatozoides es PICSI. [21] Un ensayo clínico reciente mostró una marcada reducción de abortos espontáneos con embriones derivados de la selección de espermatozoides mediante PICSI. [22]
En el proceso se pueden utilizar espermatozoides “lavados” o “sin lavar”.
La tasa de nacimientos vivos es significativamente mayor con progesterona para ayudar a la implantación en ciclos de ICSI. [23] Además, se ha estimado que la adición de un agonista de GNRH aumenta las tasas de éxito. [23] [24]
La inyección de espermatozoides con aumento ultra alto (IMSI) no tiene evidencia de un aumento en las tasas de nacidos vivos o abortos espontáneos en comparación con la ICSI estándar. [25]
Una nueva variación del procedimiento estándar ICSI llamada Piezo-ICSI utiliza pequeños pulsos mecánicos axiales (Piezo-pulsos) para reducir la tensión en el citoesqueleto durante la rotura de la zona pelúcida y el oolema. [26] El procedimiento incluye actuadores piezoeléctricos especializados, microcapilares y medio de relleno para transferir pulsos mecánicos a las membranas celulares. [27] La técnica piezoeléctrica en sí se estableció, por ejemplo, para la ICSI animal y la transferencia de células ES animales.
Las personas que han tenido repetidas fallas de implantación o cuyo embrión experimental tiene una zona pelúcida (cubierta) gruesa alrededor del embrión son candidatas ideales para la eclosión asistida de la zona . El procedimiento implica la creación de un orificio en la zona para mejorar las posibilidades de una implantación normal del embrión en el útero. [ cita requerida ]
El DGP es un proceso en el que se extraen una o dos células de un embrión en el día 3 o el día 5 y se analizan genéticamente. Las parejas que tienen un alto riesgo de tener un número anormal de cromosomas o que tienen antecedentes de defectos genéticos o defectos cromosómicos son candidatas ideales para este procedimiento. Se utiliza para diagnosticar una gran cantidad de defectos genéticos en la actualidad. [ cita requerida ]
Una de las áreas en las que la inyección de esperma puede ser útil es la reversión de la vasectomía. Sin embargo, los factores potenciales que pueden influir en las tasas de embarazo (y las tasas de nacidos vivos) en la ICSI incluyen el nivel de fragmentación del ADN [28] medido, por ejemplo, mediante el ensayo cometa , la edad materna avanzada y la calidad del semen . No se sabe con certeza si la ICSI mejora las tasas de nacidos vivos o reduce el riesgo de aborto espontáneo en comparación con la selección de espermatozoides con magnificación ultraalta (IMSI) . [29]
Un metanálisis sistemático de 24 estimaciones de daño del ADN basado en una variedad de técnicas concluyó que el daño del ADN del esperma afecta negativamente el embarazo clínico después de la ICSI. [30]
Se ha demostrado que numerosos marcadores bioquímicos están asociados con la calidad de los ovocitos para la ICSI. [31] Por ejemplo, se ha demostrado que después de la ICSI el líquido folicular de los ovocitos no fertilizados contiene altos niveles de marcadores de citotoxicidad y estrés oxidativo, como Cu,Zn-superóxido dismutasa, catalasa y conjugados de proteína 4-hidroxinonenal ( 4-HNE ) producto de lipoperoxidación. [32]
Hay algunos indicios de que los defectos congénitos aumentan con el uso de la FIV en general y de la ICSI en particular, aunque diferentes estudios muestran resultados contradictorios. En un documento de posición resumido, el Comité de Práctica de la Sociedad Estadounidense de Medicina Reproductiva ha dicho que considera que la ICSI es una terapia segura y eficaz para la infertilidad masculina, pero puede conllevar un mayor riesgo de transmisión de anomalías genéticas seleccionadas a la descendencia, ya sea a través del procedimiento en sí o a través del mayor riesgo inherente de dichas anomalías en los padres que se someten al procedimiento. [33]
No hay evidencia suficiente para afirmar que los procedimientos de ICSI son seguros en mujeres con hepatitis B en lo que respecta a la transmisión vertical a la descendencia, ya que la punción del ovocito puede potencialmente favorecer la transmisión vertical a la descendencia. [34]
Además de la atención prenatal regular , es adecuado el cribado prenatal de aneuploidía basado en la edad materna , la translucencia nucal y los biomarcadores. Sin embargo, los biomarcadores parecen estar alterados en los embarazos resultantes de ICSI, lo que provoca una mayor tasa de falsos positivos. Se han desarrollado factores de corrección y se deben utilizar cuando se realiza el cribado del síndrome de Down en embarazos únicos después de ICSI, [35] pero en embarazos gemelares dichos factores de corrección no se han dilucidado por completo. [35] En los embarazos gemelares que desaparecen con un segundo saco gestacional con un feto muerto, el cribado del primer trimestre se debe basar únicamente en la edad materna y la translucencia nucal, ya que los biomarcadores se alteran significativamente en estos casos. [35]
