VACUOLAS ESPERMÁTICAS Y OVOCITARIAS

Transcripción

1 VACUOLAS ESPERMÁTICAS Y OVOCITARIAS Beatriz González Soto, Fernando Vázquez Camino VACUOLAS ESPERMÁTICAS Introducción En las últimas décadas se han desarrollado diversos métodos para mejorar el diagnóstico de la esterilidad masculina, entre ellos, la técnica de MSOME (de las siglas en inglés Motile Sperm Organelle Morphology Examination) que consiste en la selección morfológica a gran aumento (x6600) de espermatozoides móviles, como paso previo a la inyección intracitoplasmática de los mismos (ICSI) 1. Esta técnica ha permitido describir algunas anomalías presentes en la cabeza de los espermatozoides, especialmente las vacuolas espermáticas 2, que pueden definirse como concavidades desde la superficie de la cabeza espermática hasta el núcleo a través del acrosoma 3. Para que un espermatozoide sea considerado morfológicamente normal, la región acrosomal no debe contener ninguna vacuola grande, y no más de dos vacuolas pequeñas, las cuales no pueden ocupar más del 20% de la cabeza espermática; la región post-acrosomal no debe contener ninguna vacuola 4. Los datos publicados en la literatura sobre la incidencia de espermatozoides con vacuolas grandes respecto a la totalidad de la muestra seminal varía sustancialmente en los estudios realizados por diversos autores (30-40% 5, a 53.4% 6 y 73.2% 2 ). Esta variabilidad puede deberse a diferencias en el tamaño muestral, a la calidad espermática de la población seleccionada, y a la gran discrepancia que existe para definir qué porcentaje del área de la cabeza espermática debe ocupar una vacuola para ser considerada grande. Con el objetivo de crear una clasificación basada en un único criterio y evitar así variabilidad, recientemente, un grupo ha propuesto una clasificación

2 MSOME (basada únicamente en el área relativa de la vacuola respecto a la cabeza espermática) 7 : - Tipo 0: espermatozoides sin vacuolas. - Tipo 1: espermatozoides con vacuolas que ocupan 0 5.9% del área nuclear. - Tipo 2: espermatozoides con vacuolas que ocupan % del área nuclear. - Tipo 3: espermatozoides con vacuolas que ocupan más del 12.4% del área nuclear. Etiología El origen de las vacuolas espermáticas y su impacto en el desarrollo embrionario posterior es poco conocido 8. Se han observado principalmente en la región anterior y media de la cabeza espermática y se cree que tienen un origen nuclear 9. A continuación se detallan los diferentes orígenes descritos por diversos autores. Fragmentación del ADN Entre las anomalías relacionadas con el daño en el ADN que han podido observarse durante la clasificación MSOME se encuentran las vacuolas espermáticas, especialmente aquellas que ocupan más del 50% del área de la cabeza del espermatozoide 10. Algunos autores describen un aumento significativo de la incidencia de ADN fragmentado en espermatozoides con vacuolas frente a aquellos que no presentaban vacuolas 10,11 (análisis realizados mediante la técnica de TUNEL -de las siglas en inglés Terminal dutp Nick-End Labeling-). Sin embargo, otros autores no encuentran esta asociación entre el daño en el ADN y la presencia de vacuolas nucleares 9,12. Esta contradicción en los resultados podría explicarse por dos hipótesis. En primer lugar, diferencias en el tamaño de las vacuolas en las distintas publicaciones (área vacuolar mayor al 50% versus área vacuolar mayor al 13%); en segundo lugar, el análisis de TUNEL con microscopio de fluorescencia puede estar sujeto a cierta subjetividad 9.

3 Reacción acrosómica Estudios recientes han relacionado la presencia de vacuolas en el espermatozoide con el proceso de la reacción acrosómica (RA) mediante técnicas de inmunofluorescencia y MSOME. Algunos autores observaron que los espermatozoides que han sufrido reacción acrosómica presentaban una forma regular de la cabeza y pocas o ninguna vacuolas, mientras que espermatozoides con RA intacta o incompleta, mostraron grandes vacuolas en la parte anterior de la cabeza. Si las vacuolas están relacionadas con el material acrosómico, la inducción de la RA debería incrementar el porcentaje de espermatozoides sin vacuolas. Esto también fue demostrado por los mismos autores mediante la inducción artificial de la RA y el consecuente aumento de espermatozoides libres de vacuolas 13. Estas mismas observaciones fueron descritas por otro grupo de investigación que evaluó de forma precisa la morfología del acrosoma y del núcleo mediante microscopio de deconvolución, técnica que permite visualizar estructuras tridimensionales 12. Todo lo descrito anteriormente sugiere que las vacuolas tienen su origen en el acrosoma. Condensación de la cromatina El correcto empaquetamiento de la cromatina espermática protege al ADN de daños físicos y químicos. Varios estudios han encontrado fallos en la condensación de la cromatina en presencia de espermatozoides con vacuolas grandes en comparación con espermatozoides sin vacuolas que presentaron una tasa de cromatina condensada mayor (estudios mediante tinción de los núcleos espermáticos con azul de anilina). Con estos resultados se sugiere que la aparición de vacuolas tiene un origen nuclear, son una huella relacionada con fallos en la condensación de la cromatina 12. Morfología espermática y vacuolas Diferentes investigadores han estudiado la relación entre la morfología espermática y la presencia de vacuolas, aunque los resultados han sido controvertidos: algunos autores no encuentran ninguna asociación entre ambas 2, mientras otros sí han observado una fuerte correlación, describiendo

4 un porcentaje de espermatozoides anormales con vacuolas nucleares significativamente mayor 9, Error! Marcador no definido.,14. Anomalías cromosómicas y vacuolas La detección de anomalías cromosómicas mediante hibridación in situ fluorescente (FISH) para los cromosomas X, Y y 18 en un grupo de espermatozoides en ausencia de vacuolas en comparación con un grupo de espermatozoides con vacuolas ( 25% de área vacuolar) no mostró diferencias significativas en términos de tasa de aneuploidía 12. Otro grupo que realizó el mismo análisis si encontró un aumento en la incidencia de anomalías cromosómicas en los espermatozoides vacuolados (> 13% de área vacuolar) 9. Sin embargo, los resultados de este último trabajo deberían tomarse con cautela debido al pequeño tamaño muestral. Además, la interpretación de la técnica de FISH no está exenta de determinada variabilidad entre observadores del mismo centro, y entre diferentes laboratorios. Edad del varón y vacuolas Evidencias epidemiológicas sugieren que existe una disminución de la calidad seminal (ej.: volumen, movilidad, y morfología) con el incremento de la edad del varón. También el aumento de la edad paterna se ha asociado con una mayor frecuencia de abortos, anomalías cromosómicas y otras enfermedades 15. Un estudio reciente ha analizado la influencia de la edad del varón en la calidad espermática mediante MSOME en una gran muestra de varones sometidos a Técnicas de Reproducción Asistida (TRA). Los resultados demostraron que el porcentaje de espermatozoides normales decrece significativamente con el aumento de la edad del varón, al igual que la tasa de espermatozoides con vacuolas grandes (>50% de área vacuolar) aumenta significativamente con la edad del sujeto 15. Influencia en el éxito de ICSI Diversos estudios han correlacionado negativamente la presencia de vacuolas espermáticas con las tasas de fecundación, implantación y gestación,

5 así como una disminución en la tasa de aborto cuando los espermatozoides eran seleccionados mediante MSOME evitando así microinyectar ovocitos con espermatozoides vacuolados 1,2. Sin embargo, existen otros autores que describen que las vacuolas espermáticas no afectan a los resultados de ICSI e incluso concluyen que no debería descartarse un espermatozoide solo por el hecho de tener vacuolas en la cabeza, sino que lo realmente importante es el tamaño de éstas, debiendo evitar el uso de espermatozoides con vacuolas grandes (>50%) 3. VACUOLAS OVOCITARIAS Introducción Con la aplicación de la ICSI, que requiere la denudación del ovocito de las células del cúmulo, ha emergido gran cantidad de información sobre la morfología ovocitaria 16. Un ovocito de morfología óptima es aquel de forma esférica rodeado de una zona pelúcida uniforme, con citoplasma traslúcido, homogéneo y libre de inclusiones, y un corpúsculo polar de tamaño adecuado 17. Sin embargo, la mayoría de los ovocitos (60-70%) que se recuperan en ciclos estimulados presentan una o más características morfológicas anormales. Estas anomalías pueden dividirse en dos grupos 18 : - Anomalías extracitoplasmáticas: forma irregular de los ovocitos, anomalías en la zona pelúcida, espacio perivitelino aumentado o granuloso, y morfología anormal del primer corpúsculo polar. - Anomalías citoplasmáticas: diferentes tipos y grados de granulación, variaciones de color, aparición de cuerpos refringentes, agregaciones de retículo endoplasmático liso y presencia de vacuolas. La vacuolización es probablemente, el dismorfismo citoplasmático más evidente y dinámico en ovocitos humanos. Las vacuolas varían tanto en número como en tamaño, y pueden definirse como inclusiones citoplasmáticas rodeadas de membrana y rellenas de un fluido virtualmente idéntico al del espacio perivitelino 19. La incidencia de ovocitos con una vacuola oscila, según

6 estudios, entre el 3% y el 12% 20,21, mientras que la presencia de múltiples vacuolas en un ovocito es menos frecuente, presentándose sólo en 1% 22, 23. Etiología El origen de las vacuolas ovocitarias no está claro. Se cree que pueden aparecer espontáneamente o mediante fusión de vesículas preexistentes derivadas del aparato de Golgi o del retículo endoplasmático liso (REL) 19. Algunos autores sugieren que las vacuolas surgen en la transición del ovocito metafase I a metafase II alrededor de la extrusión del primer corpúsculo polar, basándose en que, durante todo su estudio, tan sólo una vacuola apareció en una vesícula germinal, en estadio de profase I 24. También se ha relacionado la vacuolización con degeneración celular y atresia ovocitaria 25. Un grupo de investigadores identificaron tres tipos de vacuolas durante su estudio: (1) aquellas que ya estaban presentes en la recuperación ovocitaria (aparecen rápidamente durante la maduración del ovocito); (2) vacuolas creadas de forma artificial por el embriólogo durante la ICSI debido a la introducción del medio; y (3) vacuolas que se acompañan de bloqueo en el desarrollo embrionario en ciclos de ICSI y FIV 24. Anomalías cromosómicas y vacuolas Los ovocitos con morfología anormal han sido relacionados con una elevada frecuencia de aneuploidías 19 ; sin embargo, no se conoce qué dismorfismos en concreto están asociados con una alta tasa de anomalías cromosómicas 18. Además, en el caso de las vacuolas ovocitarias, éstas aparecen agrupadas en la mayoría de los estudios como inclusiones citoplasmáticas, junto con los cuerpos refringentes y los acúmulos de REL, lo que podría suponer discrepancias en los resultados. La anormalidad citoplasmática caracterizada por acumulación de REL ha sido relacionada, en varias publicaciones, con problemas en la descendencia cuando se han transferido embriones derivados de ovocitos con acúmulos de REL, por lo que se recomienda un cuidado prenatal riguroso cuando se transfieran embriones procedentes de ovocitos dismórficos 26,27.

7 Edad de la mujer y vacuolas Se ha observado que la aparición de inclusiones citoplasmáticas aumenta de manera significativa en mujeres mayores de 35 años, en comparación con aquellas menores de 35 años 18. Influencia en el éxito de ICSI Diversos estudios han demostrado que la presencia de vacuolas en ovocitos no afecta a la tasas de fecundación e implantación ni a la calidad embrionaria 22,28 ; sin embargo, se ha correlacionado negativamente con la criosupervivencia y el desarrollo embrionario tras la fecundación 29. Se ha descrito un aumento en el porcentaje de embarazo bioquímico seguido por un descenso de la tasa de gestación clínica después de transferir embriones derivados de ovocitos con vacuolas 30. Otros autores, constataron una menor tasa de fecundación y desarrollo embrionario 31. Cuando se analizaron por separado la presencia de vacuolas, cuerpos refráctiles y acúmulos de REL, solo se encontró una leve pero estadísticamente significativa disminución en la tasa de fecundación de ovocitos vacuolados, pero ninguna de las tres anomalías afectó a la morfología pronuclear o embrionaria 32. Una posible explicación para la divergencia de resultados es que no todos los autores tienen en cuenta el tamaño de la vacuola. Existen publicaciones que sí relacionan el tamaño de la vacuola con la tasa de fecundación, estableciendo que aquellos ovocitos con vacuolas mayores a 14 µm presentarán fallo de fecundación. Este fenómeno puede explicarse por dos hipótesis. Primero, que una vacuola grande o múltiples vacuolas produzcan en el ovocito un deterioro mucho mayor que una vacuola de menor tamaño 24. Segundo, las vacuolas grandes pueden desplazar al huso meiótico de su posición, resultando en un fallo de fecundación 19.

8 SON LO MISMO LAS VACUOLAS ESPERMÁTICAS QUE LAS OVOCITARIAS? El inicio del estudio de las vacuolas espermáticas y ovocitarias surge con la introducción de nuevas tecnologías como el MSOME y la ICSI, respectivamente. El origen de las mismas no está claro, se han presentado a lo largo del capítulo las diferentes hipótesis propuestas por los autores. La incidencia de vacuolas tanto en espermatozoides como en ovocitos se ve incrementada con el aumento de la edad del sujeto (varones mayores de 40 años y mujeres mayores de 35 años presentaron mayor porcentaje de vacuolas en sus gametos) 15,18. Ambas anomalías morfológicas se han relacionado con un aumento en la tasa de aneuploidías, aunque algunos autores han mostrado resultados contradictorios 9,12,19. Los resultados obtenidos en TRA con espermatozoides y ovocitos vacuolados son diversos, existen autores que encuentran una correlación negativa entre la presencia de vacuolas y tasas de fecundación, implantación, desarrollo embrionario y gestación, y por el contrario otros no observaron esta relación 1,2,3,28,31. Como se ha comentado anteriormente, esto puede deberse a las diferencias halladas en los estudios realizados (tamaño muestral, tipo de esterilidad, tamaño de la vacuola etc.). Lo que sí que parece estar claro, es que una vacuola de gran tamaño, ya sea en el gameto masculino o femenino, va a tener un impacto más negativo sobre los resultados de TRA que una vacuola de tamaño pequeño.

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