Nieuwe diagnostische test om het activerend vermogen van zaadcellen te bepalen.

Björn Heindryckx, Frauke Vanden Meerschaut, Dimitra Nikiforaki, Petra De Sutter

Afdeling Reproductieve Geneeskunde, UZ Gent

Gefaalde bevruchting na ICSI: oorzaken?

Intra-cytoplasmatische sperma injectie (ICSI) is één van de meest gebruikte technieken van medisch begeleide bevruchting die vooral een uitkomst biedt voor mannelijke onvruchtbaarheid, maar ook wordt toegepast bvb wanneer in vitro fertilisatie (IVF) faalt. In België, wordt in ongeveer 70% van de in vitro behandelingen ICSI toegepast. Hoewel ICSI een uiterst efficiënte methode is geworden, komt het toch soms voor bij 3-5% van de koppels dat zelfs na ICSI geen bevruchting optreedt, of een abnormaal lage bevruchting. Na ICSI vertonen gemiddeld 70% van de geïnjecteerde eicellen een normale bevruchting; abnormale lage bevruchting beschouwen we wanneer minder dan 33% van de eicellen bevrucht zijn, en 0% betekent totaal gefaalde bevruchting (1).

Diverse onderzoeken hebben aangetoond dat gefaalde of abnormaal lage bevruchting na ICSI vooral te wijten is aan een defect in het eicelactivatie mechanisme (2,3). Wanneer de zaadcel de eicel bevrucht komt er een stofje vrij vanuit de zaadcel (= het eiwit phosfolipase C zeta, PLCz) die de eicelactivatie op gang brengt. Deze eicelactivatie is essentieel zijn voor succesvolle bevruchting en verdere embryonale ontwikkeling.

Bij gefaalde of lage bevruchting na ICSI heeft ons onderzoek aangetoond dat er iets mis kan zijn met het eiwit (PLCz), ofwel dat dit eiwit ontbreekt, ofwel dat de eicel niet in staat is om op dit eiwit te reageren (2-6). Wanneer dit het geval is, zijn de zaadcellen niet in staat om eicellen te activeren met gefaalde bevruchting en geen deling van het embryo tot gevolg. In de Afdeling Reproductieve Geneeskunde, UZ Gent werd in het verleden een techniek ontwikkeld om kunstmatig toch die calcium stijgingen op te wekken om zo gefaalde bevruchting te behandelen (7). Deze techniek werd geassisteerde eicel activatie genoemd (assisted oocyte activation, AOA), talrijke koppels konden aan de hand van deze techniek toch normale bevruchting bekomen en succesvol een zwangerschap verkrijgen (1-3,7,8).

Nieuwe diagnostische test: de mouse oocyte calcium analysis (MOCA)

Wanneer lage of gefaalde bevruchting na ICSI opgetreden is, is het nuttig om na te gaan of het  defect aan de zaadcel of eicel te wijten is. Dit is belangrijk naar prognose toe, om te zien of AOA geschikt is, en ook om in te schatten of dit defect eventueel kan doorgegeven worden naar de volgende generatie. Tot nu toe maakten we gebruik van een muizentest, de mouse oocyte activation test (MOAT) om het activerend vermogen van zaadcellen te bepalen bij koppels die een gefaalde of lage bevruchting ondervonden (1,3,7). Hierbij worden de zaadcellen van de man geïnjecteerd in muizeneicellen en wordt nagegaan welk percentage van de zaadcellen in staat is om muizeneicellen te activeren.

Recent onderzoek in de ARG, UZ Gent, heeft aangetoond dat een nieuwe test die het calcium patroon bepaalt na injectie van humane zaadcellen in muizeneicellen accurater is dan de MOAT (9). Bij deze test wordt het exacte calcium patroon gemeten via fluorescentiemicroscopie en uitgezet in een figuur. Zo kunnen het aantal calcium stijgingen en de totale hoeveelheid vrijgekomen calcium nauwkeurig gemeten worden en vergeleken worden met het patroon van zaadcellen met bewezen activatievermogen (controlestaal).

Verder hebben we aan de hand van het aantal calcium stijgingen en de hoeveelheid vrijgelaten calcium een drempelcijfer kunnen bepalen waaronder we een defect in de zaadcel kunnen vermoeden. Ook zijn er aanwijzingen dat zaadcellen met een normaal MOAT resultaat toch een verminderd activatievermogen kunnen hebben en zo aanleiding kunnen geven tot gefaalde of abnormaal lage bevruchting na ICSI. Het is namelijk zo dat het humane PLCz eiwit krachtiger is dan het muizen PLCz (10). Dus is de MOAT niet gevoelig genoeg om defecten in activerend vermogen van zaadcellen in sommige patiënten te bepalen. De MOCA toont aan dat deze test wel gevoelig genoeg is om ook kleinere defecten in activerend vermogen van zaadcellen aan te tonen (9,10).

Conclusie

Het is belangrijk om de oorzaken van gefaalde of abnormaal lage bevruchting op te sporen om te zien of AOA een oplossing kan bieden voor deze koppels. Voorheen was enkel de MOAT beschikbaar om het activerend vermogen van zaadcellen na te gaan. Met de ontwikkeling van de MOCA hebben we aangetoond dat deze test veel accurater is dan de MOAT en dat zelfs zaadcellen met een normale MOAT uitslag toch een abnormaal calcium patroon kunnen vertonen, dat waarschijnlijk verantwoordelijk is voor de gefaalde fertilisatie na routine ICSI. Verdere uitbreiding van deze MOCA resultaten wordt momenteel toegepast, alsook genetische screening van het PLCz gen (5,6) om defecten hierin aan te tonen en te verbinden aan infertiliteit.