Selección de espermatozoides humanos aptos para fecundar, bajo condiciones de micro-confinamiento

MATIAS A. BETTERA MARCAT; VERONICA I. MARCONI; GALLEA, M. N.; M. A. CUBILLA; L .C. GIOJALAS; GASTON L. MIÑO; ADOLFO J. BANCHIO; H. A. GUIDOBALDI

Paraná

Congreso; IV Congreso de Microfluídica Argentina; 2017

Los espermatozoides (E) aptos para fecundar al ovocito comprenden una sub-población de células capacitadas [1]. Éstas, no pueden distinguirse morfológicamente de las células no capacitadas afectando el rendimiento de las técnicas de fecundación in vitro (FIV) al utilizar E que no están en condiciones fisiológicas. Recientemente, se ha desarrollado un ensayo de selección espermática [2] basado en la respuesta quimiotáctica de los E capacitados, que permite enriquecer entre 3 y 4 veces la población de E aptos para fecundar. Sin embargo, su empleo en FIV sería más eficiente, si se pudiera obtener una población de E capacitados pura. En condiciones de micro-confinamiento los E pasan mayor tiempo nadando en las proximidades de las paredes del recipiente que los contiene y se desplazan siguiendo la geometría de confinamiento. Este efecto puede ser utilizado para direccionar las células, generando distribuciones dependientes de la geometría del dispositivo: acumulando determinada población deseada en una región del dispositivo [3] o redistribuyéndola uniformemente [4]. La combinación de la rectificación en condiciones de micro-confinamiento junto con la orientación química permitiría desarrollar un micro-dispositivo capaz de aislar las células capacitadas de las no capacitadas. En el presente trabajo, se analizaron distintos diseños de micro-dispositivos evaluando la capacidad de rectificación y de orientación química de los E, al igual que la dinámica de formación de gradientes de concentración. En paralelo, se realizaron simulaciones del comportamiento de los E mediante el modelado numérico de la dinámica poblacional y simulaciones de la difusión de los atractantes. Los diseños demostraron ser buenos rectificadores mecánicos ya que lograron acumular células en uno de los compartimientos. Se midió el flujo de espermatozoides, que fue mayor en el sentido ?fácil? que en el ?difícil?, en acuerdo con los diseños de los dispositivos. Los resultados fueron acordes con el modelado numérico de la dinámica poblacional confinada.[1] Eisenbach M, Giojalas LC. Sperm guidance in mammals - an unpaved road to the egg. Nat Rev Mol Cell Biol. 2006; 7:276?285.[2] Gatica L V., Guidobaldi HA, Montesinos MM, Teves ME, Moreno a. I, Uñates DR, Molina RI, Giojalas LC. Picomolar gradients of progesterone select functional human sperm even in subfertile samples. Mol Hum Reprod 2013; 19:559?569.[3]. Guidobaldi A, Jeyaram Y, Berdakin I, Moshchalkov V V, Condat C a, Marconi VI, Giojalas L, Silhanek a V. Geometrical guidance and trapping transition of human sperm cells. Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys 2014; 89:32720.[4] Guidobaldi HA et al, Biomicrofluidics (2015) 9:024122. Guidobaldi H a., Jeyaram Y, Condat C a., Oviedo M, Berdakin I, Moshchalkov V V., Giojalas LC, Silhanek a. V., Marconi VI. Disrupting the wall accumulation of human sperm cells by artificial corrugation. Biomicrofluidics 2015; 9:024122