Descrizione morfocinetica dettagliata

Pubblicato su Human Reproduction

Autori:

Coticchio G.

Mignini Renzini M.

Novara P.V.

Lain M.

De Ponti E.

Turchi R.

Fadini R.

Dal Canto M.

Sedi:

Biogenesi, Centro di Medicina della Riproduzione, Monza, Italia 2ASST Monza, Dipartimento di Fisica Medica, Monza, Italia.

ABSTRACT

QUESITO DELLO STUDIO: L'applicazione focalizzata della microscopia time-lapse (TLM) può portare a una mappa più dettagliata della morfocinetica della fecondazione umana, rivelando aspetti nuovi o trascurati di questo processo?

RISPOSTA SOMMARIA: L'utilizzo intensivo della TLM rivela fenomeni di fertilizzazione nuovi o fino ad ora poco indagati - come l'onda citoplasmatica (CW) che precede la formazione pronucleare e cinetica della polarizzazione della cromatina pronucleare - suggerendo, così, nuovi biomarcatori non invasivi di qualità embrionale.

COSA È GIA NOTO: Negli ultimi anni, lo sviluppo dell'embrione umano prima dell'impianto in utero è stato oggetto di studi TLM, con l'intento di sviluppare algoritmi morfocinetici in grado di prevedere la formazione e l'impianto di blastocisti. Indipendentemente da ciò, il nostro apprezzamento per la morfologia della fecondazione rimane piuttosto scarso, includendo attualmente solo i tempi di emissione del corpo polare II (PBII), l'aspetto e la scomparsa del pronucleare e la prima scissione. Ciò non è coerente con la complessità e l'importanza di questo processo e richiede ulteriori studi TLM, volti a descrivere eventi morfocinetici precedentemente non riconosciuti o non rilevati e a identificare nuovi biomarcatori di sviluppo.

STUDIO DESIGN, TAGLIA, DURATA: lo studio ha richiesto un'osservazione retrospettiva della della microscopia time-lapse nel processo di fecondazione in 500 ovociti utilizzati in cicli ICSI consecutivi nel 2016. L'analisi ha contemplato massimo cinque ovociti fecondati per paziente, proprio per ridurre possibili pregiudizi specifici legati ad una singola persona. Sono stati inclusi anche ovociti di pazienti con diverse diagnosi di infertilità, mentre sono stati esclusi i casi di gameti crioconservati o di spermatozoi recuperati chirurgicamente.

RISULTATI PRINCIPALI: l'emissione del corpo polare II (PBII) si è verificata occasionalmente (4.3% dei casi) attraverso l'aspetto transitorio di una protrusione della superficie cellulare, il cono di fertilizzazione (FC), probabilmente risultante dall'interazione della cromatina maschile con la corteccia dell'ovocita.

La formazione pronucleare è sempre stata preceduta da una CW radiale, originata dalla posizione iniziale del pronucleo maschile (PN) ed estesa verso la periferia dell'ovocita. L'aspetto della CW ha seguito una sequenza precisa, che avveniva sempre 2-3 ore dopo l'emissione di PBII e poco prima dell'aspetto della PN. La PN maschile e femminile è apparsa simultaneamente a circa 6,2 h p.i. Tuttavia, mentre la PN femminile si è sempre formata corticamente e vicino al sito di emissione della PBII, la posizione iniziale della PN maschile era corticale, intermedia o centrale (rispettivamente il 15,2%, il 31,2% e il 53,6%).

La giustapposizione della PN ha implicato un movimento rapido e diritto della PN femmina verso la PN maschile. Inoltre, la posizione iniziale della PN maschile ha predetto la posizione della giustapposizione PN. È stato inoltre osservato che i corpi precursori nucleolari (NPB) si allineavano lungo l'area di giustapposizione e ciò è accaduto considerevolmente prima per la PN femminile (8.2 ± 2.6 vs.11.2 ± 4.1 h, P = 0.0001).

Sebbene si sia verificato raramente, lo spostamento della PN giustapposta alla corteccia era fortemente associato (P <0,0001) alla scissione diretta in tre blastomeri alla prima divisione cellulare. I tempi della scomposizione della PN e della prima scissione hanno mostrato una tendenza molto consistente, che si verificava prima o in seguito, a seconda che il posizionamento iniziale della PN maschile fosse rispettivamente centrale, intermedio o corticale.

Infine, gli intervalli di tempo tra gli eventi di fertilizzazione discreti erano fortemente associati alla qualità dell'embrione al terzo giorno. Ad esempio, intervalli più lunghi tra la scomparsa dell'alone citoplasmatico e il crollo della PN si sono rivelati altamente predittivi di un numero ridotto di blastomeri e di una frammentazione aumentata (P = 0,0001).

IMPLICAZIONI PIÙ AMPIE DEI RISULTATI: A nostro parere, nel complesso, questi dati rappresentano la descrizione morfocinetica più dettagliata della fecondazione umana. Molti dei parametri illustrati sono nuovi e potrebbero essere suscettibili di ulteriori elaborazioni in algoritmi in grado di predire la qualità dell'embrione, come suggerito dai risultati presentati in questo studio.

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