Preservação de fertilidade: cultivo de folículos ovarianos e novo dispositivo para criopreservação seminal / Fertility preservation: ovarian follicle culture and a new device for seminal cryopreservation

RESUMO

INTRODUÇÃO: A oncofertilidade tem o desafio de buscar estratégias para preservar a função reprodutiva. Este estudo explorou duas possibilidades como implementação para as técnicas de preservação da fertilidade feminina e masculina. OBJETIVO: Analisar a eficiência do cultivo de folículos pré-antrais de camundongos suplementado com lisado de plaquetas humanas e desenvolver um protótipo para criopreservação de sêmen humano. MATERIAIS E MÉTODOS: Os folículos pré-antrais foram isolados mecanicamente de ovários de fêmeas de camundongos e foram cultivados individualmente em sistema entre camadas de óleo mineral. Os folículos foram cultivados divididos em 4 grupos, sendo um controle, sem o uso do lisado de plaquetas e três grupos com diferentes concentrações de lisado de plaquetas humanas (PLTMax®). Foram avaliadas a sobrevivência celular, desenvolvimento folicular e características oocitárias. Para o segundo estudo foi desenvolvido e impresso em 3D com filamentos de acrilonitrilo butadieno-estireno (ABS) um protótipo que suporte 10 palhetas com amostras seminais no vapor de nitrogênio líquido (N2L), etapa essencial para criopreservação de sêmen humano. Para os testes foram utilizadas 40 amostras seminais. A temperatura ambiente e no interior das palhetas de envase das amostras foram medidas e estabelecida a curva de resfriamento. Os parâmetros de motilidade, vitalidade e fragmentação do DNA espermático foram avaliados antes do congelamento e após o descongelamento. Foram realizados dois testes, um de posicionamento das palhetas e outro comparativo entre o protótipo e um dispositivo com suporte em poliestireno expandido (EPS). RESULTADOS: O cultivo de 11 dias induziu um aumento no tamanho folicular em todas as condições, sendo maior no grupo controle, seguido do grupo com 10% de PLTMax®, mas com diferença significativa (p<0,001). O grupo controle apresentou maior número de oócitos intactos (>50%) em relação aos demais (<35%). Todos os 4 grupos apresentaram taxas de vitalidade celular acima de 70%. Quanto aos testes com o protótipo em ABS foi verificado que as curvas de refrigeração foram notavelmente reproduzíveis. O material do protótipo resistiu a inúmeros mergulhos (>300) no N2L, sem demonstrar danos ao material. Diferenças significativas (p<0,001) foram observadas para a taxa de recuperação média da motilidade e vitalidade espermática em relação aos dados da amostra 2 fresca em ambos os testes. A motilidade, a vitalidade e a fragmentação do DNA espermático antes do congelamento e após o descongelamento não mostraram diferenças em relação a posição das palhetas. Também não houve diferença quanto ao índice de fragmentação verificada das amostras criopreservadas com uso do protótipo em ABS e o suporte em EPS, mesmo após o cultivo, após 24 horas de cultivo. Contudo, houve diferença em relação a amostra fresca (p<00,1). Quanto a recuperação das taxas de motilidade e vitalidade não houve diferença entre o ABS e EPS após o descongelamento e 24 horas de cultivo. CONCLUSÃO: O PLTMax®, embora tenha apresentado menor desempenho que o HSA, é um candidato de suplementação para o cultivo de folículos pré-antrais que merece ser mais explorado. O protótipo em ABS demonstrou resistência, praticidade e segurança para criopreservação seminal de forma reprodutível e eficiente.

ABSTRACT

INTRODUCTION: Oncofertility has the challenge of seeking strategies to preserve reproductive function. This study explored two possibilities as implementations for female and male fertility preservation techniques. PURPOSE: To analyze the efficiency of mouse preantral follicle culture supplemented with human platelet lysate and to develop a prototype for human semen cryopreservation. MATERIAL AND METHODS: Preantral follicles were mechanically isolated from female mouse ovaries and were individually cultured using a mineral oil interlayer system. The follicles were cultured divided into 4 groups, one control, without the use of platelet lysate and three groups with different concentrations of human platelet lysate (PLTMax®). Cell survival, follicular development and oocyte characteristics were evaluated. For the second study, a prototype was developed and printed in 3D with acrylonitrile butadiene styrene (ABS) filaments to support 10 straws with seminal samples in liquid nitrogen (N2L) vapor, an essential step for human semen cryopreservation. For the tests 40 seminal samples were used. Ambient and internal temperatures inside the sample straws were measured and the cooling curve was established. The parameters of motility, vitality and sperm DNA fragmentation were evaluated before freezing and after thawing. Two tests were performed, one for positioning the straws and the other comparing the prototype and a device with expanded polystyrene (EPS) support. RESULTS: The 11-day culture induced an increase in follicular size in all conditions, being higher in the control group followed by the group with 10% PLTMax®, but with significant difference (p<0.001). The control group presented a higher number of intact oocytes (>50%) compared to the others (<35%). All 4 groups presented cell vitality rates above 70%. As for the ABS prototype tests, it was verified that the cooling curves were remarkably reproducible. The prototype withstood numerous dips (>300) in N2L without showing damage to the material. Significant differences (p<0.001) were observed for the mean recovery rate of sperm motility and vitality compared to the fresh sample data in both tests. Motility, vitality and sperm DNA fragmentation before freezing and after thawing showed no differences with respect to the position of the straws. There was also no difference in the fragmentation index verified for samples cryopreserved using the ABS prototype and the EPS support, even after 24 hours of culture. However, there was a difference compared to the fresh 4 sample (p<00.1). As for the recovery of motility and vitality rates there was no difference between ABS and EPS after thawing and 24 hours of culture. CONCLUSION: PLTMax®, although it showed lower performance than HSA, is a supplementation candidate for preantral follicle culture that deserves further exploration. The ABS prototype demonstrated strength, practicality and safety for seminal cryopreservation in a reproducible and efficient manner.