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Spermienqualität

Beurteilung und Bedeutung bei Kinderwunschbehandlungen

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Aufbau Spermium/Eizelle | Foto: Shutterstock

Eizelle und Spermium sind gleichermaßen bedeutsam für die Entwicklung des Embryos. Betrachtet man den Spermienfaktor etwas genauer, dann wird klar, dass die Beurteilung der Qualität und die entsprechende Auswahl der Spermien zur Befruchtung der Eizelle wichtige Schritte zum langersehnten Kind sind.

Bei der Befruchtung werden durch das Spermium Signalkaskaden in der Eizelle ausgelöst. Dabei verändert ein im Spermienkopf befindlicher Faktor bei der Verschmelzung mit der Eizelle deren Calciumgehalt. Das wiederum setzt eine Reihe von Folgereaktionen in Gang, die schlussendlich die Befruchtung der Eizelle ermöglichen.

Umso wichtiger wird eine genaue Analyse der Spermien-Morphologie (Gestalt, Struktur). Eine vorhandene Beeinträchtigung (z.B. Nachweis von Vakuolen = kraterähnliche Strukturen im Spermium) kann negative Auswirkungen haben. Bereits Ende der 1990er Jahre brachte man mittels elektronenmikroskopischer Untersuchungen die Präsenz von Vakuolen mit einer Reduktion der natürlichen männlichen Fruchtbarkeit in Verbindung (Berkovitz et al., 1999).

Labortechnik IMSI ermöglicht Detailanalysen

Um dem entgegenzuwirken gibt es moderne Labortechniken, wie die IMSI – Intrazytoplasmisch Morphologisch Selektierte Spermieninjektion. Die IMSI ermöglicht, mittels spezieller Aufbereitung und Präparation, einen genauen Blick auf die Spermien. Sind z.B. Vakuolen erkennbar. Wenn ja, wie viele sind es und wie groß sind sie?

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Die IMSI basiert auf einer Echtzeitanalyse der Spermien mit einem hochauflösenden Mikroskop. Damit lassen sich z.B. Vakuolen nachweisen. Vakuolen sind mit unbekanntem Inhalt gefüllte Bläschen im Zellplasma des Spermienkopfes. | Fotos © IVF Zentren Prof. Zech 2017


Mit einem hochauflösenden Spezial-Mikroskop werden die Spermien in Echtzeit analysiert. Damit können diese Spermien wesentlich genauer untersucht und ausgewählt werden, vor allem im Hinblick auf deren Gestalt und Struktur. Die entsprechende Analyse basiert auf einer speziellen Klassifizierung.

Beispiel IVF Zentren Prof. Zech

(Klassifizierung nach Vanderzwalmen-Kriterien 2008)

SPZ Class I

  • NF: Normale Form, ohne Vakuolen
  • NFSV (<4%): Normale Form, 1 kleine Vakuole

SPZ Class II

  • NFLV: Normale Form, 1 große Vakuole
  • NFSV (n): Normale Form, kleine Vakuolen (Anzahl)
  • NFL/SV (n): Normale Form, große und kleine Vakuolen (Anzahl)

SPZ Class III

  • AFL/SV (n): Abnormale Form, große und kleine Vakuolen (Anzahl)
  • AFLV: Abnormale Form, 1 große Vakuole
  • AF: Abnormale Form ohne Vakuolen
Die Ergebnisse der untersuchten Parameter, in der jeweiligen SPZ Class, werden in Prozent angegeben.


Die Gesamtbeurteilung der Spermien-Morphologie erfolgt durch einen spezialisierten Biologen. Voraussetzung dafür sind gut ausgestattete Labors und langjährige Erfahrung, wie Reproduktionsmediziner und Gründer der gleichnamigen IVF-Zentren, Prof. Dr. Herbert Zech weiß:

Prof. Dr. Herbert Zech

“2005 haben wir in unseren Kinderwunschzentren weltweit erstmals eine standardisierte IMSI eingeführt. Diese Behandlungsmethode trägt zur Verbesserung der Schwangerschaftschancen bei, indem die morphologisch besten Spermien für die Befruchtung mit der Eizelle ausgewählt werden. Zudem setzen wir die IMSI-Technologie für eine Detailanalyse im Rahmen des Spermiogramms ein. Unser Team kann heute auf das Know-how aus über 12 Jahren erfolgreicher IVF-Therapien mit IMSI zurückgreifen.”

IMSI-Technologie auch bei Spermiogramm anwendbar

Bereits im Vorfeld der Kinderwunschbehandlung gibt es die Möglichkeit, bei der Erhebung des Fruchtbarkeitsstatus des Mannes mittels Spermiogramm, zusätzlich zu den WHO-Standards, eine Morphologische Detailuntersuchung durchführen zu lassen. Hierfür wird die IMSI-Technologie verwendet. Zudem kann das Spermiogramm mit einer neuen, innovativen Diagnostik erweitert werden, welche in den IVF-Zentren von Prof. Zech aktuell etabliert wurde. Diese Diagnostik beinhaltet, zusätzlich zu den WHO-Kriterien und der genauen morphologischen Untersuchung, die Messung des oxidativen Stresses, eine detaillierte Vitalitätsprüfung, ein Test der DNA Fragmentierung, sowie eine Analyse der Spermienreife hinsichtlich des Chromatinstatus.

Wissenschaftlich abgesichertes und erprobtes Verfahren

Zusammenfassend belegen zahlreiche fundierte Studien (siehe Links) zum Erfolg einer Kinderwunschbehandlung mit Bezug auf die Spermienqualität, dass z.B. ein hoher Grad an Vakuolen eine pathologische Situation in den Spermien darstellt. Darüber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass sich mit der Auswahl der morphologisch besten Spermien, die Befruchtungsrate verbessert, die Anzahl an (Top-) Blastozysten am fünften Tag der In-vitro-Kultur zunimmt und die Schwangerschaftsrate ansteigt.

Zudem zeigt ein Vergleich von Kinderwunschbehandlungen mit IMSI und ICSI (Intrazytoplasmische Spermieninjektion), dass durch eine detailliertere Spermienanalyse und Auswahl, das Risiko angeborener Fehlbildungen deutlich geringer zu sein scheint. Diese Ergebnisse einer neueren Studie (Cassuto et al., 2014) konnten, auch in einer bisher unveröffentlichten Multicenter Studie unter Beteiligung der IVF Zentren Prof. Zech, verifiziert werden.


Links:
» Different Levels of DNA Methylation Detected in Human Sperms after Morphological Selection Using High Magnification Microscopy

(Studie | www.hindawi.com)

» Molecular karyotyping of single sperm with nuclear vacuoles identifies more chromosomal abnormalities in patients with testiculopathy than fertile controls: implications for ICSI.

(Studie | http://www.ncbi.nlm.nih.gov)

» Morphological alterations in protamine-deficient spermatozoa.

(Studie | http://www.ncbi.nlm.nih.gov)

» Correlation between DNA defect and sperm-head morphology

(Studie | http://rbmojournal.com)

» Large nuclear vacuoles are indicative of abnormal chromatin packaging in human spermatozoa.

(Studie | http://www.ncbi.nlm.nih.go)

» Relationship between conventional sperm parameters and motile sperm organelle morphology examination (MSOME).

(Studie | http://www.ncbi.nlm.nih.go)

» Intracytoplasmic injection of morphologically selected spermatozoa (IMSI) improves outcome after assisted reproduction by deselecting physiologically poor quality spermatozoa.

(Studie | http://www.ncbi.nlm.nih.gov)

» High-power microscopy for selecting spermatozoa for ICSI by physiological status.

(Studie | http://www.ncbi.nlm.nih.gov)

» Significance of large nuclear vacuoles in human spermatozoa: implications for ICSI.

(Studie | http://www.ncbi.nlm.nih.gov)

» Pregnancy rates are higher with intracytoplasmic morphologically selected sperm injection than with conventional intracytoplasmic injection.

(Studie | http://www.ncbi.nlm.nih.gov)

» How to improve IVF-ICSI outcome by sperm selection.

(Studie | http://www.ncbi.nlm.nih.gov)

» Intracytoplasmic morphologically selected sperm injection: a prospective randomized trial.

(Studie | http://www.ncbi.nlm.nih.gov)

» Blastocyst development after sperm selection at high magnification is associated with size and number of nuclear vacuoles.

(Studie | http://www.ncbi.nlm.nih.gov)

» Low birth defects by deselecting abnormal spermatozoa before ICSI.

(Studie | http://www.ncbi.nlm.nih.gov)

» Can intra cytoplasmatic morphologically selected sperm injection (IMSI) technique improve outcome in patients with repeated IVF-ICSI failure? a comparative study.

(Studie | http://www.ncbi.nlm.nih.gov)


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