Wie bestimmte Technologien dabei helfen, die richtigen Spermien auszuwählen, um die Erfolgsraten bei einer In-vitro-Fertilisation zu erhöhen

Bewegliche Spermien lassen sich mit einem herkömmlichen Zellsortierer nur schwer sammeln, da sie anfällig für physische Beschädigungen sind. Im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen den Universitäten Kumamoto und Kyoto in Japan wurde eine Technik entwickelt, bei der ein Zellsortierer mit Mikrofluidik-Chip-Technologie zum Einsatz kommt, um Zellschäden zu reduzieren und die In-vitro-Fertilisationsraten (IVF) zu verbessern. Diese Forschung kann dazu beitragen, die IVF-Raten zu erhöhen, und um bei der Behandlung von Unfruchtbarkeit zu helfen.

Mikrofluidik-Chip-Technologie zur Auswahl von Spermien

Für hohe IVF-Raten ist es wichtig, fruchtbare Spermien mit guter Beweglichkeit auszuwählen. Herkömmliche Zellsortierer verwenden Durchflusszytometrie, um bestimmte Zellen nach Typ zu trennen, und können zur Auswahl von Spermien verwendet werden. Da Spermien jedoch anfällig für physische Schäden sind, ist es äußerst schwierig, sie ohne Beeinträchtigung ihrer Beweglichkeit zu trennen. Um die Schädigung der Spermien zu reduzieren, versuchte das Forschungsteam um Professor Toru Takeo an der Kumamoto-Universität, eine Spermienauswahltechnik unter Verwendung eines Zellsorters mit Mikrofluidik-Chip-Technologie zu entwickeln, die schädliche Auswirkungen auf die Zellen reduziert. Mikrofluidik-Geräte verfügen über winzige Kanalstrukturen mit einer Breite und Tiefe zwischen einigen und mehreren hundert Mikrometern und werden häufig in der chemischen und biotechnologischen Forschung eingesetzt.

Bei der Untersuchung der optimalen Bedingungen für die Trennung von Spermien aus einem Kulturmedium mit ihrem Gerät gelang es den Forschern, Mäusespermien zu gewinnen, die ihre Beweglichkeit beibehielten. Darüber hinaus wurden mit den mit diesem Gerät gewonnenen Spermien durch IVF befruchtete Eizellen erzeugt, aus denen sich nach der Übertragung in weibliche Mäuse neugeborene Mäuse entwickelten. Diese Technologie kann auch zur Verbesserung der IVF eingesetzt werden. In der Endphase der Reifung, vor dem Eindringen in die Eizelle und der Befruchtung, durchlaufen Spermien morphologische und physiologische Veränderungen, die als Akrosomreaktion bezeichnet werden und sie für die Befruchtung einer Eizelle bereit machen. Um zu testen, ob sie die Fruchtbarkeit erhöhen können, stellten die Forscher eine fluoreszierende Substanz her, die sich an fruchtbare Spermien bindet, und sortierten diese mit Hilfe des Geräts von unfruchtbaren Spermien. Vergleichende IVF-Experimente zeigten, dass die fruchtbaren Spermien eine höhere Befruchtungsrate hatten als die unfruchtbaren Spermien.