Tecniche di capacitazione spermatica in vitro

Perché siano in grado di fecondare l'ovulo, gli spermatozoi eiaculati devono passare attraverso un processo chiamato capacitazione spermatica.

La capacitazione prevede cambiamenti nella membrana plasmatica degli spermatozoi, necessari perché questi si fondano con l'ovocito. Questo processo avviene in modo naturale all'interno dell'apparato riproduttore femminile; tuttavia, per portare a termine le diverse tecniche di fecondazione artificiale, la capacitazione dev'essere riprodotta artificialmente in laboratorio.

Esistono principalmente due tecniche di capacitazione spermatica: swim-up e gradienti di densità. Entrambe le tecniche hanno gli stessi obiettivi:

• Separare gli spermatozoi dal liquido seminale.
• Ottenere spermatozoi con almeno il 70% di mobilità rettilinea.

La scelta di una tecnica o dell'altra dipenderà dalla qualità e dalle caratteristiche del seme da trattare.

Swim-up

E' la tecnica più antica ed utilizzata. Consiste nel centrifugare in un tubo per 10 minuti tutte le cellule eiaculate, perché gli spermatozoi si depositino nella parte inferiore del tubo.

Il campione viene lasciato a decantare, per eliminare il liquido in eccesso (surnatante), e si conserva il pellet. Vengono aggiunti tra gli 0,3 e gli 0,5 ml di liquido di coltivo, senza che si formino bolle, e si lascia in incubazione durante 45-60 minuti, a circa 39 °C. In questi minuti, gli spermatozoi con maggior mobilità ascendono nel liquido di coltivo e vengono poi prelevati, per essere impiegati in varie tecniche di fecondazione artificiale.

Attraverso questa tecnica è possibile recuperare un'alta percentuale di spermatozoi mobili (più del 90%), numerose cellule morfologicamente normali, ed è più facile separare gli spermatozoi da altre cellule. La sua efficacia si basa sulle dimensioni del pellet e sulla mobilità spermatica iniziale dell'eiaculato. La pratica di swim-up richiede una centrifuga rapida e breve, per concentrare tutte le cellule spermatiche nel fondo del tubo.

Il principale svantaggio è che nel pellet gli spermatozoi entrano in contatto con il resto delle cellule spermatiche, e ciò può dare luogo ad un alto numero di radicali liberi, con il conseguente rischio che il DNA spermatico si frammenti.

Generalmente, lo swim-up è utilizzato con seme normale, o con lieve patologia seminale, quando non c'è sospetto che possano esistere radicali liberi, processi infettivi o processi infiammatori nell'uomo.

Gradienti di densità

Questa tecnica si basa sulla combinazione di due aspetti: il movimento degli spermatozoi e la loro capacità di attraversare ambienti di diversa densità.

Questo metodo consiste nel centrifugare il campione di seme perché passi attraverso una soluzione composta da due liquidi di diversa densità, che presenta distinti gradienti di concentrazione e permette di separare le cellule mediante centrifuga per gradienti di densità. Attualmente, vengono impiegate maggiormente altre soluzioni, come PureSperm o SpermGrad, a causa della presenza di endotossine.

Una volta stabilito il gradiente, il seme si deposita sullo stesso, con la parte meno densa più vicina al campione, e la parte più densa, più vicina al fondo del tubo. L'insieme viene centrifugato durante 15-20 minuti a bassa velocità.

La tecnica richiede una centrifuga lenta e prolungata, affinché gli spermatozoi mobili attraversino i vari gradienti di densità dall'eiaculato fino al fondo del tubo. Tutte le cellule scendono, per via del movimento, però solo il seme con maggior mobilità è in grado di attraversare tutti gli strati, più velocemente e con maggior facilità che le cellule immobili o gli spermatozoi difettosi.

I gradienti di densità sono una tecnica costosa e piuttosto difficile da effettuare, poiché la preparazione dei gradienti va realizzata con precisione, senza invertire le varie fasi.

Vengono impiegati in caso di patologie seminali moderate o gravi, quando esiste il sospetto della presenza di radicali liberi, e quando l'eiaculato è stato sottoposto a trattamenti enzimatici precedenti.