Introduzione
Uno dei principali ambiti di ricerca di IVF Red riguarda il miglioramento dei metodi di selezione degli spermatozoi con l'obiettivo di massimizzare il potenziale di fecondazione e il supporto allo sviluppo embrionale. Nelle tecniche di riproduzione assistita come la fecondazione in vitro convenzionale (FIVET) e l'iniezione intracitoplasmatica di spermatozoi (ICSI), la qualità del seme è fondamentale per il successo riproduttivo. Tuttavia, la manipolazione degli spermatozoi in vitro, incluse le tecniche di selezione e crioconservazione può esporre le cellule a stress ossidativo (OS), compromettendone la funzione. In questo contesto, la ricerca si è concentrata sull'identificazione di strategie per proteggere gli spermatozoi dai danni ossidativi migliorando così le tecniche di selezione spermatica.

Il ruolo dello stress ossidativo nello spermatozoo e i suoi effetti sulla fertilità
Lo stress ossidativo durante la manipolazione in vitro può compromettere la funzionalità dello spermatozoo e il successivo sviluppo embrionale dell’embrione. Diversi studi indicano che l'eccessiva generazione di specie reattive dell'ossigeno può influenzare negativamente le procedure di riproduzione assistita suggerendo la necessità di adottare strategie per ridurre i danni indotti [1].

La crioconservazione e il rischio di disfunzione mitocondriale
La crioconservazione degli spermatozoi e degli ovociti è una tecnologia essenziale nelle tecniche di fecondazione in vitro ma può causare disfunzione mitocondriale e un aumento dello stress ossidativo intracellulare. Questo compromette la qualità dei gameti e può influenzare negativamente lo sviluppo embrionale [2]. L'uso di antiossidanti potrebbe essere una soluzione per mantenere la competenza riproduttiva.

L'impatto dell'esposizione ai pesticidi sulla qualità spermatica e lo sviluppo embrionale
L'esposizione ai pesticidi, come il clorpirifos, può ridurre significativamente la qualità dello sperma compromettendo la motilità, frammentando il DNA e alterando i modelli di metilazione genica. Questo potrebbe influire negativamente sulla capacità di fecondazione e sullo sviluppo embrionale preimpianto, evidenziando l'importanza di proteggere i gameti da fattori ambientali nocivi [3].

Protezione dagli effetti dello stress ossidativo durante la manipolazione in vitro
L'integrazione di terreni con zinco, D-aspartato e CoQ10 ha dimostrato di proteggere gli spermatozoi dallo stress ossidativo esogeno migliorando la motilità, riducendo la frammentazione del DNA e incrementando la capacità di supportare lo sviluppo embrionale. Questo approccio risulta promettente per migliorare gli esiti nelle tecnologie di riproduzione assistita [4].

Trattamenti antiossidanti per migliorare la motilità spermatica e ridurre i danni al DNA
Il trattamento con zinco, D-aspartato e CoQ10 ha dimostrato di mantenere la motilità e la cinetica degli spermatozoi umani prevenendo l'aumento della frammentazione del DNA e della perossidazione lipidica. Questo approccio offre un'opzione valida per preservare la qualità spermatica durante la manipolazione in vitro [5].

Modulazione redox e rilascio degli spermatozoi dall'ovidotto
Il controllo redox delle proteine di superficie dello sperma può modulare l'adesione degli spermatozoi all'epitelio oviduttale e la loro capacitazione. Questo meccanismo suggerisce che l'ambiente oviduttale gioca un ruolo cruciale nel rilascio degli spermatozoi influenzando la loro capacità di fecondare l'ovocita [6].

Referenze:

[1] Gualtieri R, Kalthur G, Barbato V, Longobardi S, Di Rella F, Adiga SK, Talevi R. Sperm Oxidative Stress during In Vitro Manipulation and Its Effects on Sperm Function and Embryo Development. Antioxidants (Basel). 2021 Jun 25;10(7):1025. doi: 10.3390/antiox10071025. PMID: 34202126; PMCID: PMC8300781.

[2] Gualtieri R, Kalthur G, Barbato V, Di Nardo M, Adiga SK, Talevi R. Mitochondrial Dysfunction and Oxidative Stress Caused by Cryopreservation in Reproductive Cells. Antioxidants (Basel). 2021 Feb 24;10(3):337. doi: 10.3390/antiox10030337. PMID: 33668300; PMCID: PMC7996228.

[3] Pallotta MM, Barbato V, Pinton A, Acloque H, Gualtieri R, Talevi R, Jammes H, Capriglione T. In vitro exposure to CPF affects bovine sperm epigenetic gene methylation pattern and the ability of sperm to support fertilization and embryo development. Environ Mol Mutagen. 2019 Jan;60(1):85-95. doi: 10.1002/em.22242. Epub 2018 Oct 26. PMID: 30365181.

[4] Talevi R, Barbato V, Fiorentino I, Braun S, Longobardi S, Gualtieri R. Protective effects of in vitro treatment with zinc, d-aspartate and coenzyme q10 on human sperm motility, lipid peroxidation and DNA fragmentation. Reprod Biol Endocrinol. 2013 Aug 16;11:81. doi: 10.1186/1477-7827-11-81. PMID: 23958080; PMCID: PMC3765367.

[5] Supplementation of sperm media with zinc, D-aspartate and co-enzyme Q10 protects bull sperm against exogenous oxidative stress and improves their ability to support embryo development. Zygote. 2017 Apr;25(2):168-175. doi: 10.1017/S0967199416000459. Epub 2017 Mar 7. PMID: 28264757.

[6] Gualtieri R, Mollo V, Duma G, Talevi R. Redox control of surface protein sulphhydryls in bovine spermatozoa reversibly modulates sperm adhesion to the oviductal epithelium and capacitation. Reproduction. 2009 Jul;138(1):33-43. doi: 10.1530/REP-08-0514. Epub 2009 May 13. PMID: 19439561.