Neue IVF-Methode ahmt Eileiterumgebung nach und erhöht die Lebensfähigkeit der Spermien

Der Erfolg einer In-vitro-Fertilisation hängt von vielen Faktoren ab, einer davon ist die Lebensfähigkeit der Spermien. Eine aktuelle Studie der University of Illinois Urbana-Champaign dokumentiert eine neue Methode zur Auswahl lebensfähiger Spermien und zur Verlängerung ihrer Lebensfähigkeit im Labor, wodurch eine der Variablen während des Prozesses reduziert wird.

Wie die Erfolgschancen bei einer IVF verbessert werden könnten

„Der Eileiter bei Frauen, oder der Ovidukt, hat die Fähigkeit, die Lebensdauer der Spermien zu verlängern, was wir bisher bei der In-vitro-Fertilisation nicht nachahmen konnten. Im Jahr 2020 entdeckten wir, dass komplexe Zucker, sogenannte Glykane, die Bestandteile des Eileiters sind, die Spermien binden, speichern und am Leben erhalten können“, sagte der leitende Studienautor David Miller, Professor in der Abteilung für Tierwissenschaften, die Teil des College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences in Illinois ist. Millers Gruppe arbeitete mit Chemikern zusammen, um Hunderte von Glykanen im Eileiter auf ihre Fähigkeit zu testen, Schweinesperma zu binden, und entschied sich für einen Glykan namens sulfatiertes Lewis-X-Trisaccharid, kurz suLeX, für weitere Tests.

Sie konzentrierten sich auf Schweinesperma nicht nur als Konzeptnachweis für zukünftige Studien am Menschen, sondern auch, weil die Tierhaltung ebenfalls auf IVF angewiesen ist. Bei der Schweine-IVF befruchten oft mehrere Spermien einzelne Eizellen, was zu nicht lebensfähigen Embryonen führt. Die Hoffnung bei der Verwendung von Glykanen bestand darin, dass sich weniger frei schwimmende Spermien den Eizellen nähern und diese gleichzeitig befruchten würden. Die Forscher befestigten suLeX am Boden von Kulturschalen und fügten dann Sperma hinzu. Das Sperma hatte 30 Minuten Zeit, um an den Verbindungen zu haften, bevor die Forscher begannen, Eizellen hinzuzufügen, und zwar 0, 6, 12 oder 24 Stunden später. Durch das Hinzufügen von Eiern zu späteren Zeitpunkten konnten die Forscher das System testen, um zu sehen, ob suLeX die Lebensdauer der Spermien erhöht. Im Wesentlichen haben sie festgestellt, dass sie die Befruchtungsraten über die Zeit aufrechterhalten oder verlängern können, wodurch das Zeitfenster für eine erfolgreiche IVF vergrößert wird.

Glykan-IVF könnte das fruchtbare Fenster von Spermien verlängern und möglicherweise die IVF-Raten erhöhen

Nach 0 Stunden war die IVF-Effizienz (befruchtete Zygoten im Vergleich zur Gesamtzahl der Eizellen) bei Spermien, die anfänglich mit SuLeX behandelt wurden, signifikant höher (53%) als bei einer Kontrollgruppe ohne Eileiterglykane (36%) und zwei alternativen „Kontroll“-Gruppen (jeweils ca. 40%). Die Zeitverzögerungen führten bei allen Gruppen zu einer geringeren Befruchtungsrate, bei SuLeX jedoch weniger. In der Kontrollgruppe ohne Eileiterglykane lag die Befruchtungsrate nach 24 Stunden bei nur 1%. Mit SuLeX hingegen waren nach 24 Stunden 12% der Eizellen befruchtet. Die IVF-Anordnung mit SuLeX-Tröpfchen ermöglichte es den Forschern auch, frei schwimmende Spermien vor dem Einbringen der Eizellen wegzuwaschen. „Da die Spermien fest an die Glykanverbindung gebunden waren, konnten wir die Gesamtzahl der Spermien reduzieren, was bedeutete, dass in weniger Fällen mehr als ein Spermium die Eizellen befruchtete„, so Miller.

Die Grundlagenstudie könnte eines Tages den IVF-Erfolg sowohl bei Tieren als auch bei Menschen verbessern. Laut den Forschern könnte diese Technologie möglicherweise dazu beitragen, Fleisch und Milch effizienter zu produzieren. Die Forscher machen deutlich, dass die spezifischen Glykane, die menschliches Sperma binden, noch nicht identifiziert wurden, aber sobald dies geschieht, könnte Glykan-IVF bei zeitlichen Diskrepanzen zwischen der Eireife bei der Entnahme und der Lebensfähigkeit der Spermien beim Menschen helfen.„Sowohl Eizellen als auch Spermien müssen eine Reifungsphase durchlaufen, bevor sie für die Befruchtung bereit sind, daher ist das Timing entscheidend. Es gibt Schwankungen in der Zeit, die Spermien benötigen, um ihren letzten großen Reifungsschritt abzuschließen“, so Miller. Die Experten glauben, dass Glykan-IVF das fruchtbare Fenster von Spermien verlängern und möglicherweise die IVF-Raten erhöhen könnte, aber es braucht weitere Tests, um das zu überprüfen.