Lichtmikroskopische Untersuchung der Zytomorphologie und Zytogenetik an nichtfertilisierten Oozyten nach In-vitro-Fertilisation und intrazytoplasmatischer Spermiuminjektion

Zusammenfassung

Die Untersuchung erfolgte, urn lichtmikroskopisch darstellbare Ursachen für die nicht erfolgte Fertilisierung nach in-vitro-Fertilisation (IVF) und intrazytopiasmatischer Spermiuminjektion (ICSI) zu evaluieren. Material und Methodik: Die iytomorphologische und zytogenetische Untersuchung erfolgte an 105 nicht fertilisierten Oozyten von 39 Patientinnen. Die Eizellen wurden nach einer modifizierten Methode nach Tarkowski angefärbt. Ergebnlsse: Von den 105 Oozyten waren 55,2% (n = 58) auswertbar. Der Sdiwerpunkt der Studie lag in der Untersuchung des Spermiums, das in 45 Oozyten dargestellt wurde. Das Spermitim lag in 80% (n-36) chromosomennah, siebenmal am Oozytenrand. einmal im perivetilinen Spa It und einmal innerhalb der maternalen Chromosomen. Das Spermiumchromatin war in 28.2% (n = 13) vollständig kondensiert. Bei den verbliebenen 71.8% (n = 32) konnte man die vorzeitige Chromosomenkondensation darstellen (Premature Chromosome Condensation PCC I - III). Hierbei handelt es sich um Spermiumchromatin. das nach anfanglicher Dekondensation in unterschiedlichen Phasen arretiert. Nach dem Crad der Dekondensation konnte in PCC Typ I: 60% (n = 27). Typ II: 8,8% (n-4) und Typ 111: 1J% (n = 1) unterteilt werden. in 56 Oozyten wurden die maternalen Chromosomen zur Darstellung gebracht. 51,8% der maternalen Chromosomen waren haploid. Die übrigen Chromosomen zeigten einen hypoploiden, fragmentierten. klumpigen, flockigen und schon in Chromatiden geteilten Chromosomensatz. Schlußfolgerung: Bei der nicht erfolgten Fertilisation nach ICSI sind matemal-chromosomale und paternal-spermiumassoziierte Ursachen darzustellen. Bei den spermiumassoziierten Faktoren als Ursache der nicht erfolgten Fertilisation sind rein deskriptiv das Verbleiben des Spermiums in seiner kondensierten Form und die vorzeitige Chromosomenkondensation (PCC) als ausschlaggebend zu benennen. Das Verbleiben des Spermiumchromatins in seiner kondensierten Form kann seine Ursache darin haben, daß die das Spermium aktivierenden Faktoren die damit das Chromatin dekondensieren, keinen Zutritt durch die Membran haben. Die Erklärung für das PCC liegt in einer beginnenden Dekondensation des 5permiumchromatins, die jedoch bei nicht erfolgter Oozytenaktivierung sowie dem Ausbleiben eines spermiumassoziierten, die Oozyte aktivierenden Faktors, arretiert. Oozytäre Ursachen einer nicht erfolgten Fertilisation im Sinne einer Chromosomenanomalie sind in 48,2% der nicht fertilisierten Oozyten zu finden.

Abstract

Purpose: In up to 50% of all cases, male infertility is the main reason why a couple's wish to have children remains unfulfilled. The fertilisation rate of 52% achieved by IVF could be increased by the further development of ICSI to values of approx. 70%. A frequent cause for failure of fertilization after classical IVF was that the spermatozoa did not penetrate into the oocyte; this changed as ICSI and the secure injection of the spermatozoa into the oocyte. Why the fertilization rate could not be improved further remains to be investigated by many studies. In case of normal fertilization and also in case of IIVF, the spermatozoon fuses with Oocyte membrane, is incorated and the spermatozoon nucleus enters the cytoplasm without membrane. Consequently cytoplasmatic factors react immediately with the spermatozoon. After ICSI. not a “naked spermatozoa” becomes injected but the entire spermatozoon with membrane. This can be cause for a different reaction compared to a spermatozoon incorporated normally. Purpose of this study Is to assess the cytogenetic and cytological reasons for unfertilised oocytes. Material and Method: The cytomorphological and cytogenetical study evaluated 105 unfertilised oocytes of 39 patients. Fixation and staining of the oocytes was done according to a modificated method of Tarkowski. Results: 55.2% (n = 58) oocytes were evaluable. The main issue was to examine the spermatozoa which were represented in 45 oocytes. The sperms were mainly (n = 36) located in the middle of the oocyte, seven at the oocyte's edge, one seemed likely in the perivitelline space and one sperm within the chromosomes. The sperms were condensed in 28.2% (n = 13). Prematurely condensed sperms (PCC l-lll) were found in 71.8% (n-32). We could subdivide them as follows: type I: 60% (n = 27), type II: 8.8% (n = 4) and type III: 2.2% (n=1). In 56 oocytes chromosomes could be represented. 51.8% were in the haploid field and the remaining part distributes itself over hypoploidy, fragmented, clotted and fluffy chromosomes. Conclusion: Condensed chromosomes as well as prematurely condensed chromosomes are the main factors for non-fertilisation of the oocyte by the sperm. The cause for the PCC is failure of oocyte activation as well as the absence of a spermatozoon-associated oocyte activating factor. Chromosomal abnormalities as a reason for non-fertilisation of the oocyte were found in 48.2%.