Les chercheurs développent une méthode d'imagerie 3D sûre et précise pour

Les chercheurs de l'Université de Tel Aviv (TAU) ont développé une méthode d'imagerie 3D sûre et précise pour identifier les spermatozoïdes se déplaçant à grande vitesse.

La recherche, dont une étude a été publiée dans Avancées scientifiques le 10 avril, était dirigé par le professeur Natan Shaked du Département de génie biomédical de la Faculté de génie de TAU en compagnie de Gili Dardikman-Yoffe, doctorante de TAU.

La nouvelle technologie pourrait fournir aux médecins la possibilité de sélectionner le sperme de la plus haute qualité à injecter dans un ovule pendant le traitement de FIV, augmentant potentiellement les chances d'une femme de tomber enceinte et de donner naissance à un bébé en bonne santé.

La procédure de FIV a été inventée pour aider les problèmes de fertilité. Le type de FIV le plus courant aujourd'hui est l'injection intra-cytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI), qui implique la sélection des spermatozoïdes par un embryologiste clinique et l'injection dans l'ovule de la femme. À cette fin, un effort est fait pour sélectionner le spermatozoïde le plus susceptible de créer un embryon sain. "

Natan Shaked, professeur, Département de génie biomédical, Faculté de génie, TAU

Sous la fertilisation naturelle du corps de la femme, le sperme le plus rapide pour atteindre un ovule est censé porter du matériel génétique de haute qualité. Le mouvement progressif permet à ce «meilleur» sperme de surmonter le véritable parcours du combattant du système reproducteur d'une femme.

"Mais cette" sélection naturelle "n'est pas disponible pour l'embryologiste, qui sélectionne un sperme et l'injecte dans l'ovule", explique le professeur Shaked. "Les spermatozoïdes se déplacent non seulement rapidement, mais ils sont aussi pour la plupart transparents sous microscopie optique régulière, et la coloration cellulaire n'est pas autorisée dans la FIV humaine.

"La technologie d'imagerie existante qui peut examiner la qualité du matériel génétique du sperme peut causer des dommages embryonnaires, ce qui est également interdit. En l'absence de critères plus précis, les spermatozoïdes sont sélectionnés principalement en fonction des caractéristiques externes et de leur motilité en nageant dans l'eau dans un plat, très différent de l'environnement naturel du corps d'une femme.

"Dans notre étude, nous avons cherché à développer un type de technologie d'imagerie entièrement nouveau qui fournirait autant d'informations que possible sur les spermatozoïdes individuels, ne nécessite pas de coloration cellulaire pour améliorer le contraste et a le potentiel pour permettre la sélection de spermatozoïdes optimaux dans traitements de fertilisation. "

Les chercheurs ont choisi la technologie de la tomodensitométrie (CT) pour la tâche unique de l'imagerie des spermatozoïdes.

"Dans une tomodensitométrie médicale standard, l'appareil tourne autour du sujet et envoie des rayons X qui produisent de multiples projections, créant finalement une image 3D du corps", explique le professeur Shaked. "Dans le cas du sperme, au lieu de faire tourner l'appareil autour de ce minuscule sujet, nous nous sommes appuyés sur une caractéristique naturelle du sperme lui-même: sa tête tourne constamment pendant le mouvement vers l'avant.

"Nous avons utilisé une lumière faible (et non des rayons X), qui n'endommage pas la cellule. Nous avons enregistré un hologramme du spermatozoïde pendant le mouvement ultra-rapide et identifié divers composants internes en fonction de leur indice de réfraction. Cela crée une 3D précise et hautement dynamique. carte de son contenu sans utiliser de coloration cellulaire. "

En utilisant cette technique, les chercheurs ont obtenu une image CT claire et précise du sperme à très haute résolution en quatre dimensions: trois dimensions dans l'espace à une résolution inférieure à un demi-micron (un micron équivaut à un millionième de mètre) et l'exacte dimension temporelle (mouvement) de la seconde sous-milliseconde.

"Notre nouveau développement fournit une solution complète à de nombreux problèmes connus d'imagerie des spermatozoïdes", explique le professeur Shaked. «Nous avons pu créer une imagerie haute résolution de la tête de sperme alors qu'elle se déplaçait rapidement, sans avoir besoin de taches qui pourraient nuire à l'embryon. La nouvelle technologie peut grandement améliorer la sélection des spermatozoïdes in vitro, augmentant potentiellement les chances de grossesse et naissance d'un bébé en bonne santé.

"Pour aider à diagnostiquer les problèmes de fertilité masculine, nous avons l'intention d'utiliser notre nouvelle technique pour faire la lumière sur la relation entre le mouvement 3D, la structure et le contenu du sperme et sa capacité à fertiliser un ovule et à produire une grossesse viable", conclut le professeur Shaked. "Nous pensons que ces capacités d'imagerie contribueront à d'autres applications médicales, telles que le développement de micro-robots biomimétiques efficaces pour transporter des médicaments dans le corps."