Crioconservazione di gameti ed embrioni, in cosa consiste? Storia e prospettive future

Crioconservazione di gameti ed embrioni, in cosa consiste? Storia e prospettive future

In questo articolo a cura della Dr.ssa Francesca Messuti, embriologa del C.M.R., vogliamo addentrarci in uno dei campi più affascinanti della procreazione medicalmente assistita, ovvero la criopreservazione di gameti ed embrioni.


La preservazione della fertilità è sempre stata oggetto di numerosi studi, infatti in passato diversi sono stati i tentativi di conservazione dei gameti, inizialmente soprattutto maschili, basti pensare che già nel 1776 Lazzaro Spallanzani tentò di criopreservare con la neve spermatozoi umani e nel 1886 Paolo Mantegazza pensò ad una Banca del Seme per conservare lo sperma dei soldati in partenza per la guerra utilizzando neve e ghiaccio.

I primi successi arrivarono però con l'avvento dei crioprotettori e delle metodologie, messe in atto da Polge e Smith, che permisero di evitare la formazione di cristalli di ghiaccio intracellulari che avrebbero potuto distruggere le membrane cellulari causando la degenerazione dei gameti stessi.


Il primo concepimento da spermatozoi eiaculati congelati in azoto liquido si ottenne nel 1953 con le metodologie messe in atto da J. Sherman.


Un po’ più complicati furono i primi tentativi di criopreservazione dei gameti femminili (gli ovociti) e degli embrioni.

Inizialmente si misero in atto diversi protocolli che facevano uso di diversi crioprotettori e del congelamento lento, il quale aveva una scarsa efficienza biologica e clinica.

La prima gravidanza con l’utilizzo di ovociti congelati fu nel 1986, mentre la prima gravidanza ottenuta con embrioni congelati fu nel 1983.


Da questo momento in poi fu un continuo susseguirsi di studi che puntavano al raggiungimento del protocollo ideale per congelare e scongelare ovociti ed embrioni che garantisse alta efficienza sia biologica che clinica.


La vera svolta nel campo della criobiologia di gameti ed embrioni si ebbe con l’avvento della vitrificazione.

La vitrificazione è una tecnica che porta il terreno di crioconservazione e le cellule in esso contenute ad uno stato di solidificazione simile al vetro.

Per fare in modo che si giunga ad uno stato vitrificato si utilizzano alte concentrazioni di crioprotettori, si riduce al minimo il volume di terreno sul supporto che si utilizza per appoggiare il gamete o l’embrione (comunemente chiamato Paillette) e si massimizza la velocità di raffreddamento immergendo il campione direttamente in Azoto Liquido Criogenico (-23000°C/min).


La vitrificazione rappresenta oggi la "tecnica elettiva" per quanto riguarda la crioconservazione di ovociti ed embrioni e ha sostituito (dal 2006 circa) la tecnica del congelamento lento, fornendo risultati estremamente alti in termini di sopravvivenza e ripresa di gameti e di embrioni vitrificati.


Basti pensare che al CMR, si ha un tasso di sopravvivenza allo scongelamento degli embrioni crioconservati del 98%.


Si tratta infatti di una metodologia ampiamente studiata e sicura, in quanto a temperature criogeniche, ovvero al di sotto dei -180°C, si ha la sospensione di tutti i fenomeni biochimici e fisici cellulari. Si stima inoltre che la vita media del materiale biologico correttamente stoccato in azoto liquido (-196,5° C) sia all'incirca di 1000 anni.


L’avvento di questa metodologia ha fornito nel campo della procreazione medicalmente assistita uno strumento fondamentale in quanto permette di rendere sicure sia la preservazione della fertilità maschile che femminile, sia la crioconservazione di embrioni.


La crioconservazione viene eseguita oltre che su gli embrioni sovrannumerari anche su quelli sottoposti a biopsia del trofectoderma (PGT) e su quelli generati da trattamenti di fecondazione eterologa.


Visto l’ampio utilizzo della vitrificazione, si stanno eseguendo nuovi studi e si pensa che il prossimo step nell’evoluzione della conservazione di gameti ed embrioni potrebbe essere, in un futuro non si sa ancora quanto vicino, la loro preservazione in uno stadio di disidratazione a temperatura ambiente.  


Per ulteriori informazioni e chiarimenti clicca sul link: https://www.infertilitadicoppia.com/trattamenti-procreazione-medicalmente-assistita.html



Bibliografia:

Cryopreservation of oocytes and embryos. A. Arav at al. Theriogenology. 2014 Jan 1;81(1):96-102.

Cryopreservation of Gametes and Embryos and Their Molecular Changes. Enrique Estudillo at al. Int J Mol Sci.2021 Oct 8;22(19):10864

History of cryobiology, with special emphasis in evolution of mouse sperm cryopreservation. Jorge M Sztein 1Toru Takeo 1Naomi Nakagata 2                 

Cryobiology.2018 Jun;82:57-63.doi: 10.1016/j.cryobiol.2018.04.008

Cryopreservation A O Trounson at al. Br Med Bull. 1990 Jul;46(3):695-708

Human oocyte cryopreservation Debra A Gook at al. Hum Reprod Update. 2007 Nov-Dec;13(6):591-605. doi: 10.1093/humupd/dmm028. Epub 2007 Sep 10.

Pregnancy after human oocyte cryopreservation C Chen at al. Lancet. 1986 Apr 19;1(8486):884-6. doi: 10.1016/s0140-6736(86)90989-x.

Highly efficient vitrification method for cryopreservation of human oocytes. Masashige Kuwayama at al. Reprod Biomed Online. 2005 Sep;11(3):300-8.doi: 10.1016/s1472-6483(10)60837-1.

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commenti

Uta raluca 16-10-2023 | 17:37

Vi ringraziero al infinito perché avete fatto reale il nostro sogno. Siete una squadra impeccabile. Grazie a tutti voi! Grazie dr Maurizio Sodano

articolo a cura di

Dott. Maurizio Sodano Medico chirurgo specialista in ostetricia e ginecologia
Dott.ssa Francesca Messuti. Biologa della riproduzione

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Impact of blastocyst biopsy and comprehensive chromosome screening technology on preimplantation genetic screening: A systematic review of randomized controlled trials. Reprod. Biomed. Online. 2015;30:281–289. doi: 10.1016/j.rbmo.2014.11.015 Sahin L., Bozkurt M., Sahin H., Gürel A., Yumru A.E. Is preimplantation genetic diagnosis the ideal embryo selection method in aneuploidy screening? Kaohsiung J. Med. Sci. 2014;30:491–498. doi: 10.1016/j.kjms.2014.05.008.  Geraedts J., Collins J., Gianaroli L., Goossens V., Handyside A., Harper J., Montag M., Repping S., Schmutzler A.G. What next for preimplantation genetic screening? A polar body approach! Hum. Reprod. 2010;25:575–577. doi: 10.1093/humrep/dep446.  Minasi M.G., Colasante A., Riccio T., Ruberti A., Casciani V., Scarselli F., Spinella F., Fiorentino F., Varricchio M.T., Greco E. Correlation between aneuploidy, standard morphology evaluation and morphokinetic development in 1730 biopsied blastocysts: A consecutive case series study. Hum. Reprod. 2016;31:2245–2254. doi: 10.1093/humrep/dew183.  Rienzi L., Capalbo A., Stoppa M., Romano S., Maggiulli R., Albricci L., Scarica C., Farcomeni A., Vajta G., Ubaldi F.M. No evidence of association between blastocyst aneuploidy and morphokinetic assessment in a selected population of poor-prognosis patients: A longitudinal cohort study. Reprod. Biomed. Online. 2015;30:57–66. doi: 10.1016/j.rbmo.2014.09.012.  Hammond E.R., Cree L.M., Morbeck D.E. Should extended blastocyst culture include Day 7? Hum. Reprod. 2018;33:991–997. doi: 10.1093/humrep/dey091.  Hammond E.R., McGillivray B.C., Wicker S.M., Peek J.C., Shelling A.N., Stone P., Chamley L.W., Cree L.M. Characterizing nuclear and mitochondrial DNA in spent embryo culture media: Genetic contamination identified. Fertil. Steril. 2017;107:220–228. doi: 10.1016/j.fertnstert.2016.10.015.  Capalbo A., Romanelli V., Patassini C., Poli M., Girardi L., Giancani A., Stoppa M., Cimadomo D., Ubaldi F.M., Rienzi L. Diagnostic efficacy of blastocoel fluid and spent media as sources of DNA for preimplantation genetic testing in standard clinical conditions. Fertil. Steril. 2018;110:870–879. doi: 10.1016/j.fertnstert.2018.05.031 ;

15.4.2025
Le testimonianze del CMR: Claudia

Quando hai superato i 30 anni e tutti intorno a te diventano genitori e tu… ogni tanto vorresti ed ogni tanto adori la tua libertà. Ma l’orologio biologico inizia a ticchettare sempre più forte e sempre più rapido. Ti fai mille domande e poi decidi di iniziare a fare dei tentativi “soft”. Purtroppo sai già che per un problema di amenorrea da sola non potrai farcela, quindi prendi coscienza e inizi a tentare facendo dei monitoraggi dell’ovulazione con l’aiuto di una stimolazione. La prima volta che devi fare la puntura sulla pancia hai un po’ di ansia, pensi di non essere capace, di poter sbagliare, invece è decisamente più facile del previsto, forse è peggio per chi ti osserva da esterno che per te stessa. Inizia così il vortice: puntura/ecografia/puntura/ecografia/ e poi arriva il giorno giusto e poi 15 giorni dopo segue il fatidico test. Negativo, negativo, negativo. Forse il mio problema è più grande di quello che avevo messo in conto, ma i medici del resto mi avevano avvisata e quindi bisogna provare qualcosa di più incisivo. Quindi con grande consapevolezza e l’appoggio del partner, si decide di passare al livello successivo, nel nostro caso una ICSI. Ci sono molti esami da fare oltre alla routine ormai conosciuta di punture, ecografie e dosaggi ormonali. Il percorso non è semplice, organizzare gli incastri con il lavoro e l’agenda del centro non è facile ma cercano sempre di venire incontro alle esigenze dei pazienti, questo vale per tutto lo staff al completo: sempre disponibili a rispondere alle domande, a volte anche stupide, che facciamo noi pazienti. Quando arriva il momento del pick up l’ansia è a mille, il giorno del transfer ancora di più. Ma non ci sente mai soli o abbandonati, ci sono sorrisi gentili e spiegazioni costanti. L’attesa più lunga è quella del dosaggio delle BHG: quando arriva il referto quasi non si vuole aprirlo, è tutto li in quel numero. Quando l’ho visto non potevo crederci! Positivo! Avevo solo una possibilità perché le mie uova non erano bellissime e solo una si è fecondata bene, da subito è partita alla grande, si evolveva bene e … ha attecchito bene! Qualche giorno fa ho ricevuto l’esito del mio test prenatale, aspetto un maschietto! È sano e arriverà a fine anno! Grazie al Centro per la disponibilità, la gentilezza, le spiegazioni, gli incoraggiamenti e i sorrisi. ;

15.4.2025
La selezione microfluidica degli spermatozoi

Oggi insieme al Dr. Roberto Sodano, embriologo clinico di CMR, vogliamo affrontare il tema della selezione microfluidica degli spermatozoi durante un ciclo di fecondazione in-vitro. Oggigiorno sono sempre di più le coppie che si rivolgono ad un centro di medicina della riproduzione aventi un deficit di qualità del liquido seminale. Basti pensare che il 5-10% degli uomini sposati ha o ha avuto problemi a riprodursi. Un recente studio ha dimostrato come la necessità per gli uomini di ricorrere ad un trattamento di fertilità sia in aumento del 9% negli ultimi dieci anni. Questo studio conferma, con un’analisi di un amplissimo campione, un trend già evidenziato da molti ricercatori in diversi lavori pubblicati nell’ultimo decennio. Nel 2011, un’analisi pubblicata sulla rivista “Human Reproduction Update” ha rilevato già una riduzione drastica del numero medio degli spermatozoi per ogni uomo sano, passando da 99 milioni per millilitro nel 1973 a 47 milioni. Non è chiaro cosa ha determinato questo peggioramento, ma le mutate abitudini e stili di vita (alcool, fumo, cattiva alimentazione, stress), l’inquinamento ambientale e dei luoghi di lavoro hanno avuto sicuramente un peso determinante. Durante un ciclo di fecondazione in vitro in laboratorio viene analizzato il liquido seminale. Successivamente alla valutazione dei parametri quantitativi e qualitativi, avviene una selezione degli spermatozoi da impiegare per l'inseminazione degli ovociti mediante separazione per gradienti di densità.In questa procedura avviene la rimozione del plasma seminale mediante lavaggio, la valutazione del numero di spermatozoi "migliori" dal punto di vista morfologico e di motilità, separandoli dagli spermatozoi morti e dai detriti. Negli ultimi anni è stata introdotta un'innovativa metodologia di selezione degli spermatozoi applicata durante un ciclo di fecondazione in vitro, ovvero la selezione microfluidica. Questo è un metodo selettivo degli spermatozoi che prevede l'utilizzo di un chip. Il metodo si basa sul principio della selezione naturale degli spermatozoi passando attraverso microcanali che simulano l’ambiente naturale del sistema riproduttivo femminile. Questi microcondotti funzionano come un filtro che seleziona solo spermatozoi di alta qualità. Con l'impiego della selezione microfluidica degli spermatozoi viene ridotto il rischio di ROS (Reactive Oxygen Species) e di danni al DNA dello spermatozoo, di conseguenza gli spermatozoi selezionati hanno una migliore morfologia, DNA non frammentato e più del doppio della vitalità e della motilità nei confronti degli spermatozoi non selezionati. Con la microfluidica però i liquidi seminali gravemente compromessi (criptozoospermici e campioni provenienti da biopsie e/o agoaspirazioni testicolari) non possono essere trattati. Infine l'impiego della selezione microfluidica permette agli operatori una maggiore rapidità di esecuzione della tecnica, aumenta il tasso di successo della gravidanza e riduce significativamente il numero di aborti durante la fecondazione in vitro. Riassumendo la microfluidica garantisce: massima imitazione del meccanismo naturale di selezione degli spermatozoi selezione di soli spermatozoi di alta qualità con il DNA non frammentato maggiore rapidità di esecuzione della tecnica riduzione significativa del rischio di aborto spontaneo nessuna centrifugazione con riduzione dello stress ossidativo degli spermatozoi. Viene indicata nei pazienti con: elevata frammentazione del DNA spermatico IUI ripetutamente fallite un tasso basso di fecondazione degli ovociti utilizzando il metodo ICSI aborti ripetuti embriotransfer ripetuto senza successivo annidamento dell'embrione qualità insufficiente degli embrioni BIBLIOGRAFIA: Total Motile Sperm Count Trend Over Time: Evaluation of Semen Analyses From 119,972 Men From Subfertile Couples. Ashley W Tiegs, Jessica Landis, Nicolás Garrido, Richard T Scott Jr, James M Hotaling Comparison of microfluid sperm sorting chip and density gradient methods for use in intrauterine insemination cycles. Gode, F., Bodur T., et al. Fertility and Sterility (2019). doi: 10.1016/j.fertnstert.2019.06.037 A treatment approach for couples with disrupted sperm DNA integrity and recurrent ART failure. Parrella, A., Keating, D., Cheung, S. et al. J Assist Reprod Genet (2019). doi: 10.1007/s10815- Selection of Functional Human Sperm with Higher DNA Integrity and Fewer Reactive Oxygen Species. Asghar, W., Velasco, V., Kingsley, J. L. et al. Adv. Healthcare Mater. (2014), 3: 1671-1679. doi: 10.1002/adhm.201400058 ;

6.5.2024

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