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Utilizzo del poloscopio nella valutazione della qualità ovocitaria

Parere degli esperti |time pubblicato il
Utilizzo del poloscopio nella valutazione della qualità ovocitaria

Gli articoli della sezione "Il parere degli esperti" riguardano alcuni fra gli argomenti più importanti e dibattuti delle rispettive aree cliniche. Dato il livello di approfondimento raggiunto, i testi possono contenere termini e concetti molto complessi. L’utilizzo del glossario potrà essere di aiuto nella comprensione di questi articoli e altri contenuti del sito, più divulgativi, contribuiranno a chiarire gli argomenti trattati.


La qualità dell’ovocita rappresenta un fattore chiave limitante nella fertilità femminile, in quanto riflette il potenziale intrinseco di sviluppo di un ovocita, e ha un ruolo cruciale non solo nella fertilizzazione ma anche nel successivo sviluppo dell’embrione [1].

La valutazione delle caratteristiche degli ovociti nelle procedure di procreazione medicalmente assistita (PMA), in particolare nella tecnica ICSI (Iniezione intracitoplasmatica dello spermatozoo), rappresenta un passo fondamentale nella buona riuscita del trattamento, in quanto dalla loro qualità dipende in parte la successiva qualità degli embrioni e quindi l’esito del ciclo di PMA. Una corretta analisi della qualità risulta di massima importanza per la selezione di ovociti che potrebbero avere un maggiore potenziale di sviluppo e dare quindi una più elevata probabilità di gravidanza.

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La stimolazione ovarica della paziente che intraprende un percorso di PMA è seguita, al momento opportuno, dal prelievo degli ovociti, che in questa fase del processo sono avvolti dalle cellule del cumulo ooforo. Tali cellule appaiono al microscopio come un mantello che avvolge l’ovocita e non ne permette la perfetta visualizzazione.

Attraverso la decumulazione effettuata dall’embriologo in laboratorio si rimuove la nuvola di cellule del cumulo attorno agli ovociti, ed è possibile visualizzare e analizzare il grado di maturità dell’ovocita e le sue caratteristiche morfologiche.

Mediante il microscopio tradizionale si possono analizzare diverse peculiarità morfologiche come l’aspetto del citoplasma (area in cui si trova il DNA materno e altri organelli cellulari), lo spessore della zona pellucida (rappresenta lo strato protettivo in cui è contenuto il citoplasma dell’ovocita e che rimane fino all’impianto dell’embrione allo stadio di blastocisti), lo spessore e l’aspetto dello spazio perivitellino (rappresentato da un’area sottile che separa il citoplasma dalla zona pellucida) e la morfologia del globulo polare (piccola cellula all’interno della zona pellucida prodotta durante la prima fase meiotica dell’ovocita, che contiene la metà del corredo cromosomico ovocitario). Tuttavia, tali parametri si sono dimostrati insufficienti nel predire la qualità degli ovociti e il conseguente successo del trattamento [2].

Negli ultimi anni è stato possibile focalizzare l’attenzione su un'altra caratteristica dell’ovocita non visibile con i tradizionali microscopi, il fuso meiotico.

In aggiunta alla valutazione delle proprietà morfologiche dell’ovocita, la dimensione del fuso e la sua organizzazione sono di fondamentale importanza nel predire la qualità ovocitaria e il suo successivo sviluppo in termini di sviluppo embrionale e ottenimento di una gravidanza in seguito a procedure di procreazione medicalmente assistita.

Il fuso meiotico è una struttura dinamica composta da fibre, dette microtubuli, le quali si allungano e si accorciano attraverso processi che permettono la polimerizzazione e depolimerizzazione delle molecole di cui sono composti.

La principale funzione del fuso è quella di garantire la massima efficienza nel processo della meiosi.  Attraverso la meiosi una cellula madre progenitrice degli ovociti con corredo cromosomico doppio dà origine a quattro ovociti con corredo cromosomico singolo, i quali in seguito alla fecondazione da parte di uno spermatozoo danno origine a un embrione con il corretto corredo cromosomico e quindi con il corretto patrimonio genetico.

L’assemblaggio scorretto della rete di microtubuli e l’allineamento irregolare dei cromosomi possono essere causa di aneuploidie, che sono caratterizzate da variazioni patologiche nel numero di cromosomi, rispetto a quello che normalmente caratterizza l’ovocita umano.

Errori genetici di questo tipo possono quindi portare allo sviluppo di embrioni anomali dal corredo cromosomico aberrante e quindi influire negativamente sulla riuscita delle tecniche di procreazione medicalmente assistita e quindi sull’instaurarsi di una gravidanza [3].

Classicamente, il fuso meiotico viene visualizzato attraverso il microscopio a fluorescenza, che offre informazioni molto dettagliate sulle strutture microtubulari. Tuttavia tale tecnica richiede una fissazione con successiva colorazione degli ovociti in esame, passaggi che risultano incompatibili con la preservazione della vitalità cellulare e quindi inappropriati per la pratica clinica.

Negli ultimi anni grazie ai progressi nella microscopia a luce polarizzata è stato possibile realizzare uno strumento che permette di visualizzare in maniera non invasiva il fuso meiotico, preservando così le cellule in esame e quindi permettendone l’utilizzo nella pratica clinica.

Tale strumento si chiama poloscopio ed è accoppiato a un software di processamento digitale dell’immagine che permette di visualizzare strutture macromolecolari ordinate, come il fuso meiotico o i diversi strati della zona pellucida, sulla base della loro birifrangenza. La visualizzazione e la localizzazione del fuso all’interno del citoplasma sembrano essere fattori predittivi per la qualità e la potenzialità di sviluppo ovocitario.

Quando viene illuminato con la luce polarizzata del poloscopio, il fuso meiotico riflette una proprietà ottica intrinseca chiamata birifrangenza, che esprime valori diversi a seconda della posizione dei microtubuli del fuso meiotico all’interno del citoplasma dell’ovocita. Determinati valori di birifrangenza sono associati a precisi valori di ritardanza (valore che si misura mediante il poloscopio) e danno un’indicazione sullo stato delle strutture microtubulari, ossia se sono allineate in maniera corretta. Una buona struttura e un corretto allineamento si traducono in una buona qualità dell’ovocita e del successivo sviluppo embrionale post-fecondazione. Vi è inoltre una correlazione positiva con i tassi di impianto embrionale e successivi tassi di gravidanza [4,5].

Altro parametro molto importante per la buona riuscita delle tecniche di PMA misurabile mediante il poloscopio è la dimensione del fuso meiotico di ciascun ovocita. A tal proposito, è stato dimostrato che ad ovociti il cui fuso meiotico occupa un’area di circa 90-120 micrometri² all’interno del citoplasma corrispondono tassi di fertilizzazione, percentuali di formazione di embrioni allo stadio di blastocisti e tassi di gravidanze cliniche superiori rispetto agli ovociti le cui dimensioni del fuso risultano maggiori o minori.

La misura della dimensione del fuso nella pratica clinica può rappresentare, dunque, un ulteriore marker, oltre alla valutazione della sua organizzazione strutturale, per la definizione della qualità ovocitaria e assume un valore predittivo positivo nell’identificazione del potenziale di sviluppo embrionale dopo ICSI [6].

L’utilizzo del poloscopio nella pratica clinica dei laboratori più specializzati permette dunque di visualizzare il fuso meiotico, valutarne la sua integrità e misurarne la dimensione, tutti strumenti che predicono la qualità ovocitaria e assieme alla classificazione morfologica classica possono essere di fondamentale importanza nella selezione degli embrioni a più elevato potenziale di impianto.

Tutto ciò offre un importante contributo nel garantire alle coppie sottoposte alle tecniche di fecondazione in vitro il miglior risultato possibile in termini di gravidanza evolutiva.

Stefania Luppi - IRCCS Burlo Garofolo, Trieste

Bibliografia

  1. Gilchrist RB, Lane M, Thompson JG. Oocyte-secreted factors: regulators of cumulus cell function and oocyte quality. Hum Reprod Update 2008;14(2):159-77.
  2. Rienzi L, Vajta G, Ubaldi F. Predictive value of oocyte morphology in human IVF: a systematic review of the literature. Hum Reprod Update 2011;17(1):34-45.
  3. Howe K, FitzHarris G. Recent insights into spindle function in mammalian oocytes and early embryos.Biol Reprod 2013;89(3):71.
  4. García-Oro S, Rey MI, Rodríguez M, et al. Predictive value of spindle retardance in embryo implantation rate. J Assist Reprod Genet 2017;34(5):617-5.
  5. García-Oro S, Valverde D. Does the meiotic spindle really predicts embryo implantation and live birth rates? An update. Zygote 2019;27(1):1-4.
  6. Tomari H, Honjo K, Kunitake K, et al. Meiotic spindle size is a strong indicator of human oocyte quality. Reprod Med Biol 2018;17(3):268-74.