The results of infertility treatment with assisted reproductive technology and sperm selection via cumulus-oocyte complexes

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

During in vivo fertilization, human spermatozoa need to pass through cumulus-oocyte complex (COC), to cross the zona pellucida, and then penetrate into the oocyte for completion of fertilization. For this reason, COC plays an important role in physiological selection of functionally competent male gametes.

Objective: Assessment of the clinical effectiveness of using cumulus cells for sperm selection during intracytoplasmic sperm injection into the oocyte (ICSI) in cases of impaired spermatogenesis in the population of the Russian married couples, who underwent infertility treatment using assisted reproductive technology (ART).

Materials and methods: The study included 267 married couples, who underwent infertility treatment using ART. The group under study comprised 130 patients (the COC group) with the sperm selection via COC and subsequent ICSI procedure. The comparison group consisted of 137 patients, who underwent standard ICSI procedure with sperm selection according to morphological characteristics (the ICSI group). The clinical and embryological parameters of the ART program were assessed.

Results: The clinical results of the study showed that there was no significant increase in the frequency of implantation (38/5% in the COC group versus 35.9% in the ICSI group) in the general cohort of patients with sperm selection via COC. The frequency of successful delivery was similar (77.8% in the COC group versus 73.8% in the ICSI group). There were no significant improvements in the embryonic stage in the general cohort of patients. However, based on sperm morphology assessment, men with sperm morphology scores 0–1% and 2–3% were stratified into groups with mild and expressed teratozoospermia. The percentage of fertilization significantly increased (100% in the COC group and 77.78% in the ICSI group, p=0.001). The percentage of good and high quality growing blastocysts was also significantly higher in the group with sperm selection via COC (60% in the COC group versus 50% in the ICSI group, p=0.004).

Conclusion: The use of cumulus cells for sperm selection in ART programs for infertility treatment may improve the outcomes in patients with impaired spermatogenesis in the form of decreasing the percentage of morphologically normal spermatozoa in the ejaculate. In these married couples, fertilization rates can be improved, embryos can reach the blastocyst stage and higher number of embryos can be suitable for transfer to the uterus. This makes possible to reduce the cost of ovarian stimulation and to achieve pregnancy by frozen thawed embryo transfer in a cryo-cycle.

About the authors

Alina V. Chistyakova

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia

Author for correspondence.
Email: alinadubinina_07@mail.ru

PhD Student, B.V. Leonov Department of Assisted Technologies for the Treatment of Infertility

Russian Federation, Moscow

Natalya P. Makarova

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia

Email: np_makarova@oparina4.ru

Dr. Bio. Sci., Leading Researcher, B.V. Leonov Department of Assisted Technologies for the Treatment of Infertility

Russian Federation, Moscow

Oksana S. Nepsha

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia

Email: o_nepsha@oparina4.ru

Ph.D., Researcher at the B.V. Leonov Department of Assisted Technologies for the Treatment of Infertility

Russian Federation, Moscow

Veronika Yu. Smolnikova

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia

Email: v_smolnikova@oparina4.ru

Dr. Med. Sci., Leading Researcher at the B.V. Leonov Department of Assisted Technologies for the Treatment of Infertility

Russian Federation, Moscow

Elena A. Kalinina

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia

Email: e_kalinina@oparina4.ru

Dr. Med. Sci., Professor, Head of the B.V. Leonov Department of Assisted Technologies for the Treatment of Infertility

Russian Federation, Moscow

References

  1. Liu K., Mao X., Pan F., Chen Y., An R. Correlation analysis of sperm DNA fragmentation index with semen parameters and the effect of sperm DFI on outcomes of ART. Sci. Rep. 2023; 13(1): 2717. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-023-28765-z.
  2. Yang H., Liu Y., Niu W., Yang Z., Wang Y., Jin H., Li G. Correlation study of male semen parameters and embryo aneuploidy in preimplantation genetic testing for aneuploidy. Front. Endocrinol. (Lausanne). 2023; 13: 1072176. https://dx.doi.org/10.3389/fendo.2022.1072176.
  3. Макарова Н.П., Лобанова Н.Н., Кулакова Е.В., Непша О.С., Екимов А.Н., Калинина Е.А. Влияние преимплантационного генетического тестирования на результаты программ вспомогательных репродуктивных технологий у супружеских пар с мужским фактором бесплодия. Акушерство и гинекология. 2021; 11: 154-64. [Makarova N.P., Lobanova N.N., Kulakova E.V., Nepsha O.S., Ekimov A.N., Kalinina E.A. Impact of preimplantation genetic testing on assisted reproductive technology outcomes in couples with male factor infertility. Obstetrics and Gynecology. 2021; (11): 154-64. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.18565/aig.2021.11.154-164.
  4. West R., Coomarasamy A., Frew L., Hutton R., Kirkman-Brown J., Lawlor M. et al. Sperm selection with hyaluronic acid improved live birth outcomes among older couples and was connected to sperm DNA quality, potentially affecting all treatment outcomes. Hum. Reprod. 2022; 37(6): 1106-25. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/deac058.
  5. Wang C., Feng G., Shu J., Zhou H., Zhang B., Chen H. et al. Cumulus oophorus complexes favor physiologic selection of spermatozoa for intracytoplasmic sperm injection. Fertil. Steril. 2018; 109(5): 823-31. https://dx.doi.org/10.1016/ j.fertnstert.2017.12.026.
  6. Hamze J.G., Jiménez-Movilla M., Romar R. Sperm-binding assay using an in vitro 3D model of the mammalian cumulus-oocyte complex. Curr. Protoc. Toxicol. 2020; 86(1): e100. https://dx.doi.org/10.1002/cptx.100.
  7. Naknam W., Salang L., Sothornwit J., Amnatbuddee S., Seejorn K., Pongsritasana T., Sukkasame S. Effect of sperm selection method by cumulus oophorus complexes and conventional sperm preparation method on sperm quality and DNA fragmentation for assisted reproduction techonology. Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 2019; 243: 46-50. https://dx.doi.org/10.1016/ j.ejogrb.2019.10.004.
  8. Leung E.T.Y., Lee C.L., Tian X., Lam K.K.W., Li R.H.W., Ng E.H.Y. et al. Simulating nature in sperm selection for assisted reproduction. Nat. Rev. Urol. 2022; 19(1): 16-36. https://dx.doi.org/10.1038/s41585-021-00530-9.
  9. Гамидова П.С., Смольникова В.Ю., Макарова Н.П., Лобанова Н.Н. Методы улучшения исходов программ вспомогательных репродуктивных технологий путем инновационных подходов к селекции мужских половых клеток. Акушерство и гинекология. 2022; 7: 34-42. [Gamidova P.S., Smolnikova V.Yu., Makarova N.P., Lobanova N.N. Methods for improving the outcomes of assisted reproductive technology programs through innovative approaches to selecting male germ cells. Obstetrics and Gynecology. 2022; (7): 34-42. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.18565/aig.2022.7.34-42.
  10. Чистякова А.В., Макарова Н.П., Лобанова Н.Н., Смольникова В.Ю. Возможности повышения эффективности программ вспомогательных репродуктивных технологий с помощью селекции сперматозоидов на ооцит-кумулюсных комплексах. Акушерство и гинекология. 2022; 5: 30-4. [Chistyakova A.V., Makarova N.P., Lobanova N.N., Smolnikova V.Yu. Possibilities for increasing the effectiveness of assisted reproductive technology programs using cumulus-oocyte complex-induced sperm selection. Obstetrics and Gynecology. 2022; (5): 30-4. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.18565/aig.2022.5.30-34.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure. A - Petri dish design for sperm selection on OCC, PVP - polyvinylpyrrolidone for ICSI, B - photo of Petri dish for ICSI with sperm selection on OCC

Download (212KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».