Métodos de Obtención y Selección de Espermatozoides para la Inyección Intracitoplasmática (ICSI)

La inyección intracitoplasmática de espermatozoides, abreviada como ICSI, es uno de los pasos fundamentales en un tratamiento de fecundación in vitro (FIV). Esta técnica hace referencia al método de fecundación de los óvulos con los espermatozoides mediante la introducción de un espermatozoide directamente en el citoplasma de los ovocitos. Si bien muchas personas utilizan el término ICSI o FIV-ICSI para referirse al proceso completo del tratamiento de fertilidad, su esencia radica en superar barreras que impiden o dificultan el embarazo de manera natural, especialmente en los casos más graves de infertilidad por factor masculino.

Indicaciones Clave para la Inyección Intracitoplasmática (ICSI)

La necesidad de realizar una ICSI en tratamientos de reproducción asistida se origina principalmente debido a la baja calidad del esperma. La aparición de la técnica ICSI supuso una revolución para tratar estos casos de infertilidad masculina severa, facilitando la fecundación y ofreciendo mejores resultados.

Se emplea para tratar problemas de fertilidad masculina como:

• Oligozoospermia: baja concentración de espermatozoides (inferior a 15 millones/ml o 39 millones totales según la OMS). Existen distintos grados, incluyendo la criptospermia (menos de 100.000/ml).
• Azoospermia: ausencia de espermatozoides en el semen eyaculado, ya sea por obstrucción (azoospermia obstructiva) o por falta de producción (azoospermia secretora).
• Teratozoospermia: anormalidades morfológicas de los espermatozoides (más del 85% amorfos según Kruger o más del 96% con anomalías según la OMS).
• Astenozoospermia: movilidad reducida (desplazamiento progresivo inferior al 32% o movilidad total inferior al 40% según la OMS).
• Combinación de alteraciones en el semen: como oligoastenospermia, oligoteratospermia, astenoteratospermia u oligoastenoteratozoospermia.

Además, la ICSI es requerida en otras circunstancias:

• Fallos de implantación o fracasos anteriores en tratamientos de FIV.
• Esterilidad inmunológica por anticuerpos antiespermatozoides.
• Varones vasectomizados o con enfermedades infecciosas (VIH, hepatitis).
• Uso de semen congelado previamente (por ejemplo, antes de tratamientos oncológicos).
• En procesos de maduración in vitro de óvulos o durante diagnósticos genéticos preimplantacionales (PGT).
• Con el uso de óvulos o semen de donante.
• En la desvitrificación de óvulos.
• Casos de baja reserva ovárica o mala calidad ovocitaria.

En muchos laboratorios, el tratamiento de fecundación in vitro se realiza mediante ICSI como protocolo habitual, ya que es una técnica que aumenta las tasas de embarazo.

Obtención de Espermatozoides: Desde el Eyaculado hasta la Recuperación Quirúrgica

La medicina actual permite obtener espermatozoides para técnicas de reproducción asistida de múltiples modos, buscando la menor agresividad y mejorando la calidad de las muestras obtenidas.

Recuperación de Espermatozoides del Eyaculado

El mismo día de la punción folicular, el hombre debe dejar una muestra de semen en el laboratorio, generalmente recogida por masturbación, a no ser que se vaya a utilizar semen congelado o de donante.

Para la preparación de la muestra seminal, es necesario hacer una capacitación espermática: se elimina el plasma seminal y se concentran los espermatozoides de mayor calidad en un medio de cultivo nuevo. El objetivo es conseguir una muestra de espermatozoides móviles progresivos de un millón por mililitro aproximadamente, ya que si hubiera más espermatozoides sería difícil seleccionarlos bajo el microscopio.

Es fundamental aislar los espermatozoides del líquido seminal lo antes posible después de la eyaculación y licuación del semen, y de la forma más eficiente posible. El contacto prolongado con el líquido seminal (más de 30 minutos post-eyaculación) puede disminuir de forma permanente la capacidad fertilizante de los espermatozoides in vitro.

Métodos Quirúrgicos de Recuperación de Espermatozoides

En casos de factor masculino severo, como la azoospermia obstructiva o en varones vasectomizados, es posible que sea necesario obtener los espermatozoides directamente del testículo o epidídimo. El objetivo es conseguir espermatozoides vivos para inyectar uno en cada óvulo de la pareja, previa obtención de estos últimos mediante estimulación y punción ovárica. La decisión sobre la elección de una técnica u otra está basada en diversas condiciones para establecer cuál es la más adecuada.

Punción Testicular

La punción testicular consiste en obtener espermatozoides directamente del testículo por aspiración con aguja del mismo o del epidídimo, bajo anestesia local. Es un procedimiento bien tolerado, de bajo riesgo de complicaciones. Es el adecuado en pacientes vasectomizados años después y en muchos casos de azoospermia obstructiva con testículos de consistencia normal. Las ventajas de la punción en los casos en los que se realiza incluyen la obtención del material necesario sin necesidad de dañar más el testículo, siendo también menos costosa. La calidad del material no debe variar por la técnica que se obtenga sino por lo que proporciona el testículo del paciente.

Biopsia Testicular

La biopsia testicular es una operación quirúrgica mediante la cual se obtienen los espermatozoides. Lleva consigo abrir 2-3 cm la piel del testículo para obtener tejido testicular y con ello espermatozoides. Se necesita una lupa o microscopio quirúrgico (8-15 X) para visualizar los vasos sanguíneos subalbugíneos y extirpar pequeñas porciones de 2-3 mm. Generalmente se realiza bajo sedación, aunque puede hacerse con anestesia local según la tolerancia del paciente. El material testicular se fracciona: una parte para las técnicas de reproducción y otra para su estudio. En ocasiones se realizan varias tomas (dos o tres de cada testículo de distintas zonas) en casos límite.

La biopsia testicular para obtención de espermatozoides no suele hacerse de forma previa como diagnóstico antes del tratamiento con FIV-ICSI; se realiza el mismo día de la extracción de ovocitos. El objetivo de ambas técnicas quirúrgicas es obtener el material testicular más adecuado (espermatozoides) que reproduzca más éxitos en el tratamiento de reproducción asistida, minimizando el daño al testículo. El biólogo es quien valora la muestra en tiempo real de obtención y puede solicitar al urólogo la obtención de más o menos material, mientras que la función del urólogo es proporcionar el mejor material.

Preparación y Selección Espermática Avanzada para ICSI

Además del tratamiento básico de la muestra de semen mediante un proceso de lavado y selección espermática, en el laboratorio de reproducción asistida podemos realizar una selección de los espermatozoides que presentan una mejor morfología, movilidad e integridad del ADN. Esto es fundamental, ya que seleccionar espermatozoides de la mejor calidad ayuda a mejorar las tasas de fecundación y aumenta las probabilidades de crear embriones sanos.

Capacitación Espermática Básica: Consideraciones y Riesgos

Los espermatozoides de mamíferos, incluyendo el hombre, una vez eyaculados son incapaces de fecundar el ovocito sin antes experimentar un proceso de maduración final conocido como «capacitación espermática». La capacitación consiste en una cascada de reacciones bioquímicas que son esenciales tanto en fertilización in vivo como in vitro.

La presencia de espermiogénesis ineficaz en el hombre determina que en el semen existan subpoblaciones espermáticas inmaduras que producen radicales libres y que pueden inducir daño iatrogénico durante la preparación del semen. Esto podría conllevar a la permeabilización de la membrana plasmática, daño del cromosoma, daño de centriolos, daño de fosfolipasa Czeta (factor de activación de ovocito) y fragmentación de DNA. Este tipo de daño es lo que se conoce como disfunción espermática iatrogénica.

Estudios han demostrado que el "pelleting" o "co-centrifugación" de las subpoblaciones de espermatozoides inmaduros presentes en el semen con frecuencia resulta en daño oxidativo significativo, que pudiera afectar de forma irreversible la función espermática in vitro. Por lo tanto, se debería abandonar la práctica de métodos de preparación del semen que incluyan la centrifugación previa del mismo y pasar a utilizar métodos de preparación más seguros. La gran mayoría de pacientes que acuden a clínicas de in vitro, dada la mala calidad de su semen, estarían expuestos a un mayor riesgo de daño iatrogénico durante la preparación del semen para TRA.

Si bien la eficacia de un método de preparación de espermatozoides se suele medir por la concentración de espermatozoides móviles totales recuperados (REM), es importante también asegurarse de evitar o minimizar la presencia de microorganismos derivados del semen y la exposición a otros factores iatrogénicos. Otras consideraciones a la hora de seleccionar el método de preparación incluyen la complejidad técnica, los materiales usados, el aparataje, el tiempo y los costos.

Métodos de Selección Basados en Migración y Densidad

Estos métodos tienen en común el hecho de que no requieren un paso previo de centrifugación del semen, lo cual ayuda a minimizar el daño iatrogénico.

Swim-Up Directo

Esta es la técnica de swim-up originalmente utilizada en estudios de fisiología espermática. Alícuotas de semen licuado se depositan en la parte inferior de tubos que contienen medio de cultivo y se incuban a 37ºC durante 60 minutos. Los espermatozoides móviles migran a la capa superior. A diferencia del swim-up estándar, el colocar el semen debajo de la capa de medio de cultivo produce una interfase más nítida y mejora los resultados, obteniendo típicamente un porcentaje de motilidad superior al 95%.

• Sperm Select System: Este método emplea el swim-up directo del semen licuado a un medio que contiene hialuronato sódico. Se ha demostrado que este método resulta en tasas de embarazos más altas en FIV convencional comparado con el swim-up directo estándar, y se ha confirmado su superioridad al swim-up estándar del pellet lavado. El hialuronato tiene un efecto beneficioso en la función espermática, siendo la técnica de Sperm Select de especial utilidad en la preparación del semen para inseminación intrauterina.

Gradientes de Densidad

La selección espermática mediante gradientes de densidad es un método comúnmente utilizado. Históricamente, se usaba silica coloidal recubierta con polivinilpirrolidona (PVP), como Percoll. Actualmente, sus sustitutos, PureSperm (Nidacon International AB) e ISolate (Irvine Scientific), utilizan silica coloidal unida covalentemente a moléculas de silano, ofreciendo características equivalentes o mejores. También se han utilizado el hidrocarburo iodinado iohexol (Nycodenz) y su forma dimérica iodixanol (OptiPrep y Accudenz) de forma satisfactoria.

Lo habitual es realizar gradientes de densidad discontinuos utilizando combinaciones como 40/80% de PureSperm o 45/90% de otros gradientes. Estos métodos eliminan desechos, espermatozoides muertos y otras células no deseadas, concentrando espermatozoides de mayor calidad.

Métodos de Adherencia

Están basados en el fenómeno del sticking-to-glass o "adherencia al vidrio" que muestran los espermatozoides no viables. Ejemplos incluyen:

• Columnas de fibra de vidrio: Eliminan detritos, células aglutinadas y no viables.
• Glass beads (bolas de vidrio).
• Columnas de Sephadex (SpermPrep): Aunque resulta en buenas recuperaciones, su uso requiere un paso previo de dilución y centrifugación, lo cual puede ser perjudicial.

Técnicas Avanzadas de Selección Espermática en Laboratorio

Además de las técnicas básicas, en el Instituto Avantia de Fertilidad y otros centros especializados, se disponen de técnicas que permiten una selección extra de los mejores espermatozoides, especialmente indicadas en casos de factor masculino severo o problemas embrionarios recurrentes. Estas técnicas no se hacen de manera rutinaria, sino que son complementarias y su conveniencia se evalúa de manera personalizada.

IMSI (Inyección Intracitoplasmática de Espermatozoides Morfológicamente Seleccionados)

Esta técnica es similar a la selección descrita anteriormente, pero utiliza un microscopio con un mayor aumento. De esta forma, se pueden descartar los espermatozoides que presentan vacuolas o alguna otra alteración mínima que no se puede observar con un microscopio normal.

PICSI (Physiological ICSI)

Mediante esta técnica, se pueden separar los espermatozoides que con mayor probabilidad fecundarían en condiciones fisiológicas, es decir, de manera natural. Se aplica para el tratamiento del semen de pacientes que han presentado un índice de fragmentación espermática alterado, tienen abortos de repetición, fallo de implantación o mala calidad embrionaria.

MACS (Magnetic Activated Cell Sorting - Columnas de Anexina)

Esta técnica emplea una proteína llamada Anexina V que se une a los espermatozoides apoptóticos o alterados. La muestra de esperma tratada se pasa por una columna especial que tiene un campo magnético. Solo los espermatozoides sanos superan este proceso, ya que el soporte físico del MACS actúa como un colador, una matriz porosa por donde avanzarían los espermatozoides. La selección de los espermatozoides mediante la técnica MACS se indica en tratamientos de Fecundación In Vitro en casos de abortos recurrentes o desarrollo embrionario detenido en tratamientos anteriores.

El Papel del Espermatozoide Seleccionado en la Microinyección ICSI

Una vez que los espermatozoides han sido obtenidos y sometidos a los procesos de preparación y selección, el espermatozoide individual de mejor calidad es utilizado en la fase de microinyección en el laboratorio. Esto ocurre en el mismo momento en que los óvulos de la pareja han sido decumulados y se ha comprobado su madurez.

Proceso de Microinyección Espermática

Como su propio nombre indica, la ICSI consiste en la inyección del espermatozoide directamente dentro del citoplasma del óvulo. Para ello, se siguen los siguientes pasos cuidadosamente:

1. Preparación inicial: Se colocan las pipetas de sujeción (holding) y de microinyección (ICSI) en un microscopio invertido. A continuación, se prepara la placa de ICSI con gotas de medio de cultivo donde se colocarán los óvulos por una parte y los espermatozoides por otra.
2. Selección y preparación del espermatozoide: Se observa la muestra de espermatozoides buscando el de mejor calidad y, una vez seleccionado, debe inmovilizarse con un movimiento rápido de la pipeta de ICSI para fracturar su cola, lo que facilita la activación del espermatozoide e impide el daño en el interior del ovocito por los movimientos del flagelo. A continuación, se aspira el espermatozoide con esta misma pipeta.
3. Orientación del óvulo: Para no dañar las estructuras internas del óvulo con la inyección, este se coloca orientado con su corpúsculo polar en la parte superior o inferior y es sujetado por la pipeta holding para que no se mueva.
4. Inyección intracitoplasmática: Se presiona suavemente al óvulo con la pipeta de inyección para traspasar la zona pelúcida y la membrana interna. Una vez dentro del óvulo, se aspira un poco de citoplasma hasta ponerlo en contacto con el espermatozoide y, a continuación, se introduce suavemente en el interior del óvulo. Para romper la membrana completamente se realiza una leve aspiración con la pipeta.
5. Valoración y cultivo: El tipo de rotura del óvulo aporta información sobre la calidad ovocitaria y puede condicionar su desarrollo posterior. Una vez microinyectados, se guardan los óvulos en placas de cultivo en el incubador, a la espera de valorar al día siguiente si ha habido fecundación.

Impacto de la Selección Espermática en el Éxito del Tratamiento

La selección de los mejores espermatozoides es un procedimiento de laboratorio realizado a partir de una muestra de semen que no implica ningún dolor ni daño para el hombre. Aunque las técnicas especiales de laboratorio pueden aumentar el precio general del tratamiento de FIV, los beneficios que ofrecen son significativos.

Gracias a la precisión y control que brinda la ICSI al seleccionar y microinyectar un espermatozoide en el óvulo, las posibilidades de fecundación se optimizan, superando barreras que la FIV convencional podría no lograr. Esta técnica se ha convertido en un recurso esencial para parejas que enfrentan dificultades de fertilidad, ofreciendo una esperanza renovada para quienes buscan formar una familia.

Sin embargo, aunque la selección de espermatozoides puede ayudar a reducir el riesgo de utilizar espermatozoides con fragmentación del ADN, no puede eliminar completamente el riesgo de anomalías genéticas. La probabilidad de éxito de esta técnica varía en función de cada caso particular, siendo la edad de la mujer uno de los factores más influyentes.

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