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Identification and treatment of men with phospholipase Cζ–defective spermatozoa

Fertility and sterility, 2020-09, Vol.114 (3), p.535-544 [Peer Reviewed Journal]

2020 The Authors ;Copyright © 2020 The Authors. Published by Elsevier Inc. All rights reserved. ;ISSN: 0015-0282 ;EISSN: 1556-5653 ;DOI: 10.1016/j.fertnstert.2020.04.044 ;PMID: 32712020

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Citations Cited by
  • Title:
    Identification and treatment of men with phospholipase Cζ–defective spermatozoa
  • Author: Cheung, Stephanie ; Xie, Philip ; Parrella, Alessandra ; Keating, Derek ; Rosenwaks, Zev ; Palermo, Gianpiero D.
  • Subjects: Adult ; Assisted oocyte activation ; failed fertilization ; Female ; Fertility - genetics ; Genetic Predisposition to Disease ; Humans ; Infertility, Male - enzymology ; Infertility, Male - genetics ; Infertility, Male - physiopathology ; Infertility, Male - therapy ; intracytoplasmic sperm injection ; Live Birth ; Male ; male infertility ; Mutation ; Phenotype ; Phosphoinositide Phospholipase C - genetics ; phospholipase Cζ ; Pregnancy ; Pregnancy Rate ; Prospective Studies ; Retreatment ; Sperm Injections, Intracytoplasmic ; Sperm-Ovum Interactions - genetics ; Spermatozoa - enzymology ; Superovulation ; Treatment Failure
  • Is Part Of: Fertility and sterility, 2020-09, Vol.114 (3), p.535-544
  • Description: To identify and treat the gamete responsible for complete fertilization failure with intracytoplasmic sperm injection (ICSI) using a newly proposed assisted gamete treatment (AGT). Prospective cohort study. Center for reproductive medicine. One-hundred and fourteen couples with an adequate number of spermatozoa for ICSI and a fertilization rate of ≤10%, after controlling for maternal age. Couples with an oocyte-related oocyte activation deficiency (OAD) underwent a subsequent cycle with a modified superovulation protocol; couples with sperm-related OAD had an additional genetic and epigenetic assessment to identify mutations and expression levels of the corresponding genes. Treatment cycle outcome for couples undergoing ICSI with either a modified superovulation protocol or AGT compared with their historical cycle. A total of 114 couples matched the inclusion criteria, representing approximately 1.3% of the total ICSI cycles performed at our center, with age-matched controls. Fifty-two couples were confirmed negative for sperm-related OAD by the phospholipase Cζ (PLCζ) assay, indicating oocyte-related factors in their failed fertilization cycles. Couples were treated by one of two AGT protocols, AGT-initial or AGT-revised, in a subsequent attempt that was compared with their historical cycle. Subsequent ICSI cycles with a tailored superovulation protocol yielded significantly higher fertilization (59.0% vs. 2.1%) and clinical pregnancy (28.6% vs. 0) rates. In 24 couples (mean ± standard deviation: maternal age, 35.6 ± 5 years; paternal age, 39.8 ± 6 years) sperm-related OAD was confirmed; in four men, a deletion on the PLCZ1 gene was identified. Additional mutations were also identified of genes supporting spermiogenesis and embryo development (PIWIL1, BSX, NLRP5) and gene deletions confirming a complete absence of the subacrosomal perinuclear theca (PICK1, SPATA16, DPY19L). Subsequent AGT treatment provided higher fertilization (42.1%) and clinical pregnancy (36% vs. 0%) rates for couples with a history of impaired (9.1%) fertilization. A comparison of the two AGT protocols, AGT-initial or AGT-revised, revealed that the latter yielded even more favorable fertilization (37.6% vs. 45.9%) and clinical pregnancy (21.1% vs. 83.3%) rates. In couples with an oocyte-related OAD, tailoring the superovulation protocol resulted in successful fertilization, term pregnancies, and deliveries. In couples with a sperm-related OAD as determined by PLCζ assay, mouse oocyte activation test, and the assessment of gene mutations and function, AGT was successful. The AGT-revised protocol yielded an even higher fertilization rate than the AGT-initial protocol, resulting in the birth of healthy offspring in all couples who achieved a clinical pregnancy. Identificación y tratamiento de hombres con espermatozoides deficientes en fosfolipasa Cz. Identificar y tratar gametos responsables del fallo completo de fecundación con inyección intra-citoplasmática de esperma (ICSI) mediante una nueva propuesta de tratamiento asistido para gametos (AGT). Estudio prospectivo de cohortes. Centro de medicina reproductiva. Ciento catorce parejas con un numero adecuado de espermatozoides para ICSI y una tasa de fecundación ≤ 10%, tras controlar edad materna. Parejas con una deficiencia de activación relacionada con el ovocito (OAD) fueron sometidas a un ciclo posterior con un protocolo de superovulación modificado; parejas con OAD relacionada con esperma tuvieron una evaluación genética y epigenética adicional para identificar mutaciones y niveles de expresión de los genes correspondientes. Resultados de ciclo para parejas sometidas a ICSI mediante protocolo modificado de superovulación o AGT comparadas con su ciclo previo. Un total de 114 parejas cumplieron criterios de inclusión, representando el 1.3% del total de ciclos ICSI realizados en nuestro centro, con controles emparejados de edad. Cincuenta y dos parejas fueron confirmadas como negativas para OAD relacionado con esperma mediante el ensayo de fosfolipasa Cz (PLCz) , indicando factores relacionados con el ovocito para sus ciclos con fallo de fecundación. Las parejas fueron tratadas con uno de los dos protocolos AGT, AGT-inicial o AGT-revisado, en un intento posterior que fue comparado con su ciclo previo. Los ciclos de ICSI posteriores con un protocolo de superovulación personalizado dieron lugar a unas tasas de fecundación (59.0% vs. 2.1%) y gestación clínica (28.6% vs. 0) mayores. En 24 parejas (media ± desviación estándar: edad materna, 35.6 ± 5 años; paterna, 39.8 ±6 años) la OAD relacionada con esperma fue confirmada; en cuatro hombres se identificó una delección relacionada con el gen PLCZ1. Mutaciones adicionales fueron también identificadas en genes relacionados con el mantenimiento de la espermiogenésis y el desarrollo embrionario (PIWIL1, BSX, NLRP5) y delecciones génicas confirmando la ausencia completa de teca perinuclear subacrosomal (PICK1, SPATA16, DPY19L). El posterior tratamiento AGT dio lugar a una mayor tasa de fecundación (42.1%) y gestación clínica (36% vs. 0%) en parejas con historial de fallo de fecundación (9,1%). La comparación de los dos protocolos AGT, AGT-inicial y AGT-revisado, reveló que este ultimo daba lugar a una tasa de fecundación (37.6% vs. 45.9%) y gestación clínica (21.1% vs. 83.3%) aun más favorables. En parejas con OAD relacionada con el ovocito, el protocolo personalizado de superovulación resulto en una fecundación exitosa, gestación a termino y parto. En parejas con una OAD relacionada con el esperma, determinada mediante ensayo PLCz), test de activación de ovocito en raton y evaluación de las mutaciones en genes y función, AGT fue exitoso. El protocolo AGT-revisado dio lugar a tasas aun mayores de fecundación que el protocolo AGT-inicial, dando lugar al nacimiento de bebes sanos en todas las parejas que consiguieron gestación clínica.
  • Publisher: United States: Elsevier Inc
  • Language: English
  • Identifier: ISSN: 0015-0282
    EISSN: 1556-5653
    DOI: 10.1016/j.fertnstert.2020.04.044
    PMID: 32712020
  • Source: MEDLINE
    Alma/SFX Local Collection
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