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Les chercheurs se développent la technique d'imagerie sûre 3D et précise pour améliorer des demandes de règlement d'IVF

Les chercheurs d'université (TAU) de Tel Aviv ont développé une technique d'imagerie 3D sûre et précise pour recenser des spermatozoïdes déménageant à une grande vitesse.

La recherche, une étude dont était publié en la Science avance le 10 avril, a été aboutie par prof. Natan Shaked du service du génie biomédical à la faculté du TAU du bureau d'études avec l'étudiant au doctorat Gili Dardikman-Yoffe de TAU.

La technologie neuve a pu procurer à des médecins de sélecter le sperme le plus de haute qualité pour l'injection dans un oeuf pendant la demande de règlement d'IVF, potentiellement augmentant la possibilité d'une femme d'être enceinte et donnant naissance à un bébé en bonne santé.

La procédure d'IVF a été inventée pour aider des problèmes de fertilité. Le type le plus courant d'IVF est aujourd'hui l'injection intracytoplasmique de sperme (ICSI), qui comporte le choix de sperme par un embryologist clinique et l'injection dans l'oeuf de la femme. À cet effet, un effort est effectué pour sélecter le spermatozoïde qui est le plus susceptible de produire un embryon sain. »

Natan Shaked, professeur, service du génie biomédical, faculté du bureau d'études, TAU

Sous la fécondation naturelle dans le fuselage de la femme, le sperme le plus rapide pour atteindre un oeuf est censé porter le matériel génétique de haute qualité. Le mouvement graduel permet à ce sperme de « meilleur » de surmonter le véritable parcours de combattant de l'appareil reproducteur d'une femme.

« Mais cette « sélection naturelle » n'est pas à la disposition de l'embryologist, qui sélecte un sperme et l'injecte dans l'oeuf, » prof. Shaked dit. Les « spermatozoïdes déménagent non seulement rapidement, ils sont également en grande partie photomicroscopie régulière de dessous transparente, et la souillure de cellules n'est pas permise dans IVF humain.

« La technologie de l'image existante qui peut examiner la qualité du matériel génétique du sperme peut endommager embryonnaire, de sorte qu'aussi soit interdit. Faute de critères plus précis, des spermatozoïdes sont sélectés principalement selon des caractéristiques externes et leur motilité tout en nageant dans l'eau dans une assiette, qui est très différente de l'environnement naturel du fuselage d'une femme.

« Dans notre étude, nous avons recherché à développer un type entièrement neuf de technologie de l'image qui fournirait autant informations comme possible au sujet de différents spermatozoïdes, n'exige pas la cellule souillant pour améliorer le contraste, et a le potentiel pour activer le choix du sperme optimal dans des demandes de règlement de fécondation. »

Les chercheurs ont choisi la technologie légère (CT) de tomodensitométrie pour la seule tâche de la représentation de spermatozoïde.

« Dans une tomodensitométrie médicale normale, le dispositif tourne autour du sujet et envoie les rayons X qui produisent les projections multiples, produisant éventuel une image 3D du fuselage, » dit prof. Shaked. « Dans le cas du sperme, au lieu de tourner le dispositif autour de ce sujet minuscule, nous avons compté sur une caractéristique naturelle du sperme elle-même : Sa tête tourne continuellement pendant le mouvement avant.

« Nous avons employé la faible lumière (et pas des rayons X), qui n'endommage pas la cellule. Nous avons enregistré un hologramme du spermatozoïde pendant le mouvement ultra-rapide et avons recensé les composantes internes variées selon leur indice de réfraction. Ceci produit un plan 3D précis et hautement dynamique de ses teneurs sans employer la souillure de cellules. »

Utilisant cette technique, les chercheurs ont obtenu une image claire et précise de CT du sperme très à de haute résolution dans quatre cotes : trois cotes dans l'espace à la définition de moins que la moitié par micron (un micron égale un millionième d'un mètre) et la cote exacte de temps (mouvement) de la deuxième sous-milliseconde.

« Notre nouveauté fournit une solution globale à beaucoup de problèmes connus de la représentation de sperme, » prof. Shaked dit. « Nous pouvions produire la représentation à haute résolution de la tête de sperme tandis qu'elle déménageait rapidement, sans besoin de souillures qui pourraient nuire à l'embryon. La technologie neuve peut grand améliorer le choix des spermatozoïdes in vitro, potentiellement augmentant la possibilité de la grossesse et la naissance d'un bébé en bonne santé.

« Pour aider à diagnostiquer les problèmes mâles de fertilité, nous avons l'intention d'employer notre technique neuve pour jeter la lumière sur la relation entre le mouvement 3D, structure et le contenu du sperme et sa capacité de fertiliser un oeuf et de produire une grossesse viable, » prof. Shaked conclut. « Nous croyons que de telles capacités de représentation contribueront à d'autres applications médicales, telles que développer les micro-robots biomimetic efficaces pour transporter des médicaments dans le fuselage. »

Source:
Journal reference:

Dardikman-Yoffe, G. et al. (2020) High-resolution 4-D acquisition of freely swimming human sperm cells without staining Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.aay7619.