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 omite la reacción acrosómica .
Existen varias diferencias entre la FIV clásica y la ICSI. Sin embargo, los pasos a seguir antes y después de la inseminación son los mismos. En términos de inseminación, la ICSI necesita sólo un espermatozoide por ovocito , mientras que la FIV necesita entre 50.000 y 100.000. Esto se debe a que la reacción acrosómica debe tener lugar y miles de espermatozoides deben participar en la FIV. Una vez fecundado, el óvulo se transforma en un preembrión y tiene que 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 espermátida redonda (ROSI) es una técnica de reproducción asistida mediante la cual se inyecta una espermátida redonda en el citoplasma del ovocito para conseguir la fecundación. Esta técnica se puede utilizar para permitir la paternidad genética a algunos hombres que no tienen espermatozoides en el eyaculado (azoospermia) y en quienes los espermatozoides no se pueden obtener quirúrgicamente de los testículos. Esta afección se denomina azoospermia no obstructiva o secretora, a diferencia de la azoospermia obstructiva, en la que se produce una producción completa de espermatozoides en los testículos y se pueden obtener espermatozoides potencialmente fertilizadores mediante extracción de espermatozoides testiculares (TESE) y utilizarlos para ICSI. Por otro lado, en los casos de azoospermia no obstructiva (secretora), la producción de espermatozoides testiculares está bloqueada en diferentes etapas del proceso de formación de espermatozoides (espermatogénesis). En aquellos hombres en los que la espermatogénesis está bloqueada en la etapa de espermátidas redondas, en la que la meiosis ya se ha completado, estas células redondas pueden fertilizar con éxito los ovocitos después de ser inyectadas en su citoplasma. [1]
Aunque muchos aspectos técnicos de ROSI son similares a los de 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, necesita métodos y habilidades específicos, que no son necesarios en el caso de ICSI, donde la viabilidad de los espermatozoides se puede evaluar fácilmente sobre la base de los espermatozoides. motilidad en la mayoría de los casos. [2] El procedimiento de microinyección para ROSI también difiere ligeramente del de ICSI, ya que se necesitan estímulos adicionales para garantizar 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 convertirse en 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 los lograron en 1995 Jan Tesarik y su equipo. [3] El potencial clínico de ROSI en el tratamiento de la infertilidad masculina por ausencia total de espermatozoides ha sido corroborado recientemente por una publicación que informa sobre el desarrollo posnatal de 90 bebés nacidos en Japón y 17 en España. [4] Según la evaluación de los bebés nacidos, no se han identificado anomalías atribuibles a la técnica ROSI. [2] [1] [3] [4]
Este procedimiento se usa más comúnmente para superar los problemas de infertilidad masculina , aunque también se puede usar cuando los espermatozoides no pueden penetrar fácilmente los óvulos y, ocasionalmente, además de la donación de esperma . [5]
Puede usarse en la teratozoospermia , porque una vez que el óvulo es fertilizado, 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 pueden encontrar en los testículos ), cuando se dispone de espermatozoides valiosos (nombre que reciben las muestras de esperma tomadas para preservar la fertilidad después de la quimioterapia ), o tras irrupciones previas en Ciclos de FIV .
Antes de realizar la ICSI, se debe realizar la selección y capacitación in vitro de espermatozoides. Aparte de las técnicas más comunes de capacitación de espermatozoides in vitro (swim-up, gradientes de densidad, filtración y lavado simple), algunas técnicas nuevas son útiles y tienen ventajas sobre los métodos más antiguos.
Una de estas nuevas técnicas es el uso de chips de microfluidos, 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, dando como resultado una selección de espermatozoides más natural. Una de las principales ventajas de este método es la calidad de los espermatozoides, ya que los seleccionados tienen mejor motilidad, 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 diminutas partículas magnéticas unidas a un anticuerpo ( anexina V ) que es capaz de identificar espermatozoides más viables. Cuando la muestra de semen se hace pasar a través de una columna con un campo magnético, los respermatozoides apoptóticos quedan retenidos en la columna mientras que los sanos se obtienen fácilmente en el fondo de la misma. [8]
PICSI es otro método derivado de este, la única diferencia es el proceso de selección de los espermatozoides. En este caso, se colocan sobre un plato 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 sólo los espermatozoides maduros tienen un receptor para el ácido hialurónico, que necesitan porque este ácido se puede encontrar alrededor de los ovocitos, y los espermatozoides deben poder unirse a este ácido y digerirlo para poder fertilizar el ovocito. Una vez seleccionados los espermatozoides maduros, se pueden utilizar para la microinyección de ovocitos. [9] Los espermatozoides seleccionados con ácido hialurónico no tienen ningún efecto sobre si se produce un nacimiento vivo, pero pueden reducir el aborto espontáneo. [10]
El primer niño nacido de una micromanipulación de gametos (técnica en la que se utilizan herramientas especiales y microscopios invertidos que ayudan a los embriólogos a elegir y recoger un espermatozoide individual para la FIV ICSI) nació 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 realizó por error.
El procedimiento en sí se realizó por primera vez en 1987, [13] aunque sólo llegó a la etapa pronuclear. [14] El primer embrión activado mediante ICSI se produjo en 1990, [15] pero el primer nacimiento exitoso mediante ICSI tuvo lugar el 14 de enero de 1992 después de una concepción en abril de 1991 [16] . [17]
Sharpe et al comentan sobre el éxito de la ICSI desde 1992 diciendo: "[as]í, 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 identificar las causas de la infertilidad masculina y centró la investigación en la hembra, para optimizar la provisión de óvulos y un endometrio receptivo, de los cuales 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 recolectan los óvulos. [20] La muestra se analiza en el laboratorio y, si no hay espermatozoides presentes, los médicos los extraerán 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 de espermatozoides testicular (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 suave succión aplicada por un microinyector. Desde el lado opuesto se utiliza una micropipeta de vidrio delgada y hueca para recoger un único espermatozoide, habiéndolo inmovilizado cortándole la cola con la punta de la micropipeta. El ovocito se perfora a través del oolema y el espermatozoide se dirige a la parte interna del ovocito (citoplasma). Luego, el esperma se libera en el ovocito. El ovocito fotografiado tiene un cuerpo polar extruido aproximadamente a las 12 en punto, lo que indica su madurez. El cuerpo polar se coloca en la posición de las 12 o las 6 en punto, para garantizar que la micropipeta insertada no rompa el huso dentro del huevo. Después del procedimiento, el ovocito se colocará en un cultivo celular y se examinará al día siguiente para detectar signos de fertilización .
Por el contrario, en la fertilización natural los espermatozoides compiten y cuando el primer espermatozoide penetra en el oolema, éste se endurece para bloquear la entrada de cualquier otro espermatozoide. Ha surgido la preocupación de que en la ICSI se omite este proceso de selección de espermatozoides y el embriólogo selecciona los espermatozoides sin ninguna prueba específica. Sin embargo, a mediados de 2006, la FDA autorizó un dispositivo que permite a los embriólogos seleccionar espermatozoides maduros para ICSI basándose en la unión de los espermatozoides al hialuronano , el componente principal de la capa de gel ( cumulus oophorus ) que rodea al ovocito. El dispositivo proporciona gotas microscópicas de hidrogel de hialuronano 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 a hialuronano son más maduros y muestran menos roturas en las cadenas de ADN y niveles significativamente más bajos de aneuploidía que la población de espermatozoides de la que fueron seleccionados. Una marca para uno de esos dispositivos de selección de esperma es PICSI. [21] Un ensayo clínico reciente mostró una fuerte reducción en los abortos espontáneos con embriones derivados de la selección de espermatozoides PICSI. [22]
En el proceso se puede utilizar esperma "lavado" o "sin lavar".
La tasa de nacidos vivos es significativamente mayor con progesterona para ayudar a la implantación en los ciclos ICSI. [23] Además, se estima que la adición de un agonista de GNRH aumenta las tasas de éxito. [23] [24]
La inyección de esperma con aumento ultra alto (IMSI) no tiene evidencia de un aumento de las tasas de nacimientos vivos o abortos espontáneos en comparación con la ICSI estándar. [25]
Una nueva variación del procedimiento ICSI estándar llamado Piezo-ICSI utiliza pequeños pulsos mecánicos axiales (pulsos piezoeléctricos) para reducir la tensión en el citoesqueleto durante la rotura de la zona pelúcida y del oolema. [26] El procedimiento incluye actuadores piezoeléctricos especializados, microcapilares y medio de llenado para transferir pulsos mecánicos a las membranas celulares. [27] La técnica piezoeléctrica en sí se estableció, por ejemplo, para la transferencia de células ES animales y ICSI de animales.
Las personas que han experimentado una implantación fallida repetidas veces, o cuyo embrión experimental tiene una zona pelúcida gruesa (cubierta) alrededor del embrión, son candidatos ideales para la eclosión de zona asistida . El procedimiento consiste en crear un agujero en la zona para mejorar las posibilidades de una implantación normal del embrión en el útero. [ cita necesaria ]
El PGD 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 células. Las parejas que tienen un alto riesgo de tener un número anormal de cromosomas o que tienen antecedentes de defectos genéticos únicos o defectos cromosómicos son candidatos ideales para este procedimiento. Actualmente se utiliza para diagnosticar una gran cantidad de defectos genéticos. [ cita necesaria ]
Una de las áreas en las que la inyección de esperma puede resultar útil es la reversión de la vasectomía. Sin embargo, los factores potenciales que pueden influir en las tasas de embarazo (y tasas de nacidos vivos) en 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 está claro si la ICSI mejora las tasas de nacidos vivos o reduce el riesgo de aborto espontáneo en comparación con la selección de espermatozoides con aumento ultra alto (IMSI) . [29]
Un metanálisis sistemático de 24 estimaciones de daño en el ADN basado en una variedad de técnicas concluyó que el daño en el ADN del esperma afecta negativamente al embarazo clínico después de la ICSI. [30]
Se demostró que numerosos marcadores bioquímicos están asociados con la calidad de los ovocitos para ICSI. [31] Por ejemplo, se demostró que después de la ICSI, el líquido folicular de los ovocitos no fertilizados contiene altos niveles de citotoxicidad y marcadores de estrés oxidativo, como Cu,Zn-superóxido dismutasa, catalasa y el producto de lipoperoxidación 4-hidroxinonenal ( 4-HNE ). conjugados de proteínas. [32]
Existe cierta sugerencia 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 por factor masculino, pero que puede conllevar un mayor riesgo de transmisión de anomalías genéticas seleccionadas a la descendencia, ya sea a través del procedimiento. por sí mismo o por el mayor riesgo inherente de tales anomalías en los padres que se someten al procedimiento. [33]
No hay evidencia suficiente para decir que los procedimientos ICSI sean seguros en mujeres con hepatitis B con respecto a la transmisión vertical a la descendencia, ya que la punción del ovocito puede potencialmente servir para la transmisión vertical a la descendencia. [34]
Además de la atención prenatal regular , es apropiado realizar pruebas de detección de aneuploidías prenatales basadas en la edad materna , la exploración de translucencia nucal y los biomarcadores. Sin embargo, los biomarcadores parecen alterarse en los embarazos resultantes de ICSI, lo que provoca una tasa más alta de falsos positivos. Se han desarrollado factores de corrección que deben utilizarse en la detección 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 desaparecidos con un segundo saco gestacional con un feto muerto, la detección del primer trimestre debe basarse únicamente en la edad materna y la exploración de translucidez nucal, ya que los biomarcadores se alteran significativamente en estos casos. [35]
