Well-of-the-well (WOW) versus polyester mesh (PM): a comparison of single-embryo culture systems in bovines

Background: Mexico is innovating in the livestock industry through in vitro generation of bovine embryos with technologies such as well-of-the-well (WOW) and polyester mesh (PM) single-embryo culture systems. These techniques allow to maintain embryos in separate areas of a shared culture medium. Objective: To compare the quantity and quality of bovine embryos produced in WOW and PM culture systems versus the conventional (CG) culture system. Methods: In total, 345 embryos fertilized in vitro were evaluated for blastocyst yield in the three culture systems. To count blastocyst cell numbers, 69 embryos in each system were differentially stained for trophectoderm (TE), inner cell mass (ICM), and apoptotic cells. A qPCR gene expression analysis was performed for embryos in all three systems. Results: The WOW, PM and CG systems developed similar amount of blastocysts (41, 35 and 36%, respectively; p>0.05). Blastocysts in all three systems showed adequate amounts of ICM and apoptotic cells. Blastocysts in the PM system showed a greater number of TE cells [63.7 versus 58.6% in the CG system (p0.05). The ATP5B expression was higher in WOW than in PM (p0.05). The TJP3 expression was higher in PM than in WOW and CG (p<0.05). Expression of ID2 and CLDN4 was higher in WOW than in PM and CG (p<0.05). The biplot graphic from Principal Component Analysis (PCA) revealed that CG was located near degenerated embryos, whereas PM was located near arrested embryos, larger ICM and TE, and TJP3 expression. The WOW was located toward blastocysts, morulae, and expression of CLDN4, ID2 and GNAS. Conclusion: Compared with CG, both the PM and WOW systems are good options for culturing single embryos in the bovine model. Moreover, the PCA results suggest that embryos developed in the WOW system have greater capacity for generating blastocysts with increased ability to form TE and ICM layers, which might improve implantation.

Antecedentes: México está innovando en la industria ganadera a través de la generación in vitro de embriones bovinos con tecnologías de cultivo individual como lo son Pozo dentro de Pozo (WOW) y Malla de Poliéster (PM). Estos mantienen los embriones en áreas separadas mientras comparten un mismo medio de cultivo celular. Objetivo: Comparar la cantidad y calidad de embriones bovinos producidos en los sistemas WOW y PM contra el sistema de cultivo convencional en grupo (CG). Métodos: En total se evaluaron 345 embriones fertilizados in vitro para determinar la producción de blastocistos generados en los tres sistemas. Para contar el número de células por blastocisto, 69 embriones en cada sistema se tiñeron diferencialmente para trofectodermo (TE), masa celular interna (ICM) y células apoptóticas. Se realizó un análisis de expresión génica por qPCR de los embriones obtenidos en los tres sistemas. Resultados: Los sistemas WOW, PM y CG desarrollaron similares cantidades de blastocistos (41, 35 y 36%, respectivamente; p>0,05). Los blastocistos en los tres sistemas mostraron cantidades adecuadas de ICM y células apoptóticas. Los blastocistos en el sistema PM mostraron un mayor número de células TE [63,7% versus 58,6% en el sistema CG (p0,05). La expresión de ATP5B fue mayor en WOW que en PM (p<0,05), pero similar a CG (p<0,05). La expresión de TJP3 fue mayor en PM que en WOW y CG (p<0,05). La expresión de ID2 y CLDN4 fue mayor en WOW que en PM y CG (p<0,05). El gráfico de biplot del análisis de componentes principales reveló que CG se encontró cerca de embriones degenerados, mientras que PM se encontró cerca de embriones en arresto, ICM, TE, y TJP3. El WOW se localizó hacia blastocistos, mórulas y la expresión de CLDN4, ID2 y GNAS. Conclusión: En el modelo bovino los sistemas PM y WOW son buenas opciones para cultivar embriones individuales, ya que se obtienen resultados muy similares a los obtenidos con el sistema CG. Además, los resultados de PCA sugieren que los embriones individuales desarrollados en el sistema WOW generan blastocistos con mayor capacidad de formar TE e ICM, lo que podría mejorar su éxito de implantación.

Antecedentes: O México está inovando na indústria pecuária por meio da geração in vitro de embriões bovinos com tecnologias de cultura de embriões individuais, bem como em poço (WOW) e malha de poliéster (PM). Estes mantêm os embriões em áreas separadas, enquanto compartilham o mesmo meio de cultura de células. Objetivo: Comparar a quantidade e a qualidade de embriões bovinos produzidos nos sistemas de cultura WOW e PM com o sistema convencional de cultura em grupo (CG). Métodos: No total, 345 embriões fertilizados in vitro foram avaliados para determinar a produção de blastocistos gerados nos três sistemas. O número de células por blatocisto foi contado, 69 embriões em cada sistema foram diferencialmente corados para trofectoderme (TE), massa celular interna (ICM) e células apoptóticas. Uma análise de expressão gênica qPCR foi realizada para os embriões obtidos nos três sistemas. Resultados: Os sistemas WOW, PM e CG desenvolveram quantidades semelhantes de blastocistos (41, 35 e 36%, respectivamente; p>0,05). Os blastocistos nos três sistemas mostraram quantidades adequadas de ICM e células apoptóticas. Os blastocistos no sistema PM mostraram um número maior de células TE [63,7 versus 58,6% no sistema CG (p0,05). A expressão de ATP5B foi maior no WOW do que no PM (p<0,05), mas semelhante ao GC (p<0,05). A expressão de TJP3 foi maior no PM do que no WOW e CG (p<0,05). A expressão de ID2 e CLDN4 foi maior no WOW do que no PM e CG (p<0,05). O gráfico biplot da análise de componentes principais revelou que CG foi encontrado próximo a embriões degenerados, enquanto PM foi encontrado próximo a embriões presos, ICM, TE e TJP3. WOW foi encontrado para ter blastocistos, mórulas e a expressão de CLDN4, ID2 e GNAS. Conclusão: Em comparação com o CG, os sistemas PM e WOW são boas opções para a cultura de embriões individuais no modelo bovino. Além disso, os resultados da PCA sugerem que embriões individuais desenvolvidos no sistema WOW têm maior capacidade de desenvolver blastocistos com maior capacidade de formar as camadas TE e ICM, o que poderia melhorar seu sucesso de implantação.

Factores clínico-terapéuticos y su relación con la calidad embrionaria en pacientes sometidas a fertilización in vitro / Clinical and therapeutic factors and their relationship with the embryo quality in patients subjected to in vitro fertilization

Introducción: la fertilización in vitro con transferencia embrionaria es el tratamiento de infertilidad más empleado en las técnicas de reproducción asistida. Objetivo: identificar factores clínicos-terapéuticos que inciden en la calidad de los embriones obtenidos por fertilización in vitro, en pacientes infértiles en las que se emplea esta técnica. Métodos: se realizó un estudio longitudinal de corte retrospectivo, en el cual se precisó la influencia de factores clínicos-terapéuticos, tales como, edad materna, dosificación de la hormona folículo estimulante en ciclo previo, número de ovocitos aspirados en el ciclo de fertilización in vitro, análogo de la hormona liberadora de gondadotropinas utilizado y la causa de infertilidad, en la calidad de los embriones cultivados. Resultados: de 419 parejas estudiadas, se obtuvieron tríos embrionarios de buena calidad en el 60,86 por ciento. Hubo diferencias estadísticamente significativas entre las pacientes con buena y mala calidad embrionaria, en cuanto a la edad (p= 0,029), el número de ovocitos aspirados (p< 0,0001) y la causa de infertilidad (p= 0,002). En el análisis multivariado, la causa inexplicable de infertilidad (odds ratio: 0,13 [95 por ciento IC: 0,036-0,49]; p= 0,002) y la edad (odds ratio: 0,96 [95 por ciento IC: 0,81-0,99]; p= 0,042) se asociaron a la abtención de embriones de mala calidad, mientras que el mayor número de ovocitos aspirados se asoció con la obtención de embriones de buena calidad (odds ratio: 1,08 [95 por ciento IC: 1,03-1,13]; p= 0,002). Conclusiones: la obtención de embriones de buena calidad se favorece de un mayor número de ovocitos aspirados; mientras que la infertilidad de causa inexplicable, y el aumento de la edad, la disminuyen(AU)

ntroduction: in vitro fertilization with embryo transfer is the most used infertility treatment in the assisted reproductive techniques. Objective: to identify the clinical and therapeutic factors affecting the quality of embryos obtained from in vitro fertilization in infertile patients undergoing this technique. Methods: a retrospective longitudinal study was conducted to determine the influence of clinical and therapeutic factors such as maternal age, dosage of follicle-stimulating hormone in previous cycle, number of aspired oocytes in the in vitro fertilization cycle, the analogue of the gonadotropin-releasing hormone used and the cause of infertility on the quality of cultured embryos. Results: of 419 studied couples, good quality embryo trios were obtained in 60.86 percent of the sample. There were statistically significant differences between the patients with good and with bad embryo quality in terms of age (p= 0.029), number of aspired ovocytes (p< 0.0001) and cause of infertility (p< 0.002). In multivariate analysis, the unknown cause of infertility (odds ratio: 0.13 [95 percent CI: 0.036-0.49]; p= 0.002) and the age (odds ratio: 0.96 [95 percent CI: 0.81-0.99]; p= 0.042) were associated to obtaining low quality embryos whereas the highest number of aspired ovocytes was associated to good quality embryos (odds ratio: 1.08 [95 percent CI: 1.03-1.13]; p= 0.002). Conclusions: a higher number of aspired oocytes encourages obtaining good quality embryos whereas infertility of unknown cause and older age reduce it(AU)

Factores clínico-terapéuticos y su relación con la calidad embrionaria en pacientes sometidas a fertilización in vitro / Clinical and therapeutic factors and their relationship with the embryo quality in patients subjected to in vitro fertilization

Introducción: la fertilización in vitro con transferencia embrionaria es el tratamiento de infertilidad más empleado en las técnicas de reproducción asistida. Objetivo: identificar factores clínicos-terapéuticos que inciden en la calidad de los embriones obtenidos por fertilización in vitro, en pacientes infértiles en las que se emplea esta técnica. Métodos: se realizó un estudio longitudinal de corte retrospectivo, en el cual se precisó la influencia de factores clínicos-terapéuticos, tales como, edad materna, dosificación de la hormona folículo estimulante en ciclo previo, número de ovocitos aspirados en el ciclo de fertilización in vitro, análogo de la hormona liberadora de gondadotropinas utilizado y la causa de infertilidad, en la calidad de los embriones cultivados. Resultados: de 419 parejas estudiadas, se obtuvieron tríos embrionarios de buena calidad en el 60,86 por ciento. Hubo diferencias estadísticamente significativas entre las pacientes con buena y mala calidad embrionaria, en cuanto a la edad (p= 0,029), el número de ovocitos aspirados (p< 0,0001) y la causa de infertilidad (p= 0,002). En el análisis multivariado, la causa inexplicable de infertilidad (odds ratio: 0,13 [95 por ciento IC: 0,036-0,49]; p= 0,002) y la edad (odds ratio: 0,96 [95 por ciento IC: 0,81-0,99]; p= 0,042) se asociaron a la abtención de embriones de mala calidad, mientras que el mayor número de ovocitos aspirados se asoció con la obtención de embriones de buena calidad (odds ratio: 1,08 [95 por ciento IC: 1,03-1,13]; p= 0,002). Conclusiones: la obtención de embriones de buena calidad se favorece de un mayor número de ovocitos aspirados; mientras que la infertilidad de causa inexplicable, y el aumento de la edad, la disminuyen(AU)

ntroduction: in vitro fertilization with embryo transfer is the most used infertility treatment in the assisted reproductive techniques. Objective: to identify the clinical and therapeutic factors affecting the quality of embryos obtained from in vitro fertilization in infertile patients undergoing this technique. Methods: a retrospective longitudinal study was conducted to determine the influence of clinical and therapeutic factors such as maternal age, dosage of follicle-stimulating hormone in previous cycle, number of aspired oocytes in the in vitro fertilization cycle, the analogue of the gonadotropin-releasing hormone used and the cause of infertility on the quality of cultured embryos. Results: of 419 studied couples, good quality embryo trios were obtained in 60.86 percent of the sample. There were statistically significant differences between the patients with good and with bad embryo quality in terms of age (p= 0.029), number of aspired ovocytes (p< 0.0001) and cause of infertility (p< 0.002). In multivariate analysis, the unknown cause of infertility (odds ratio: 0.13 [95 percent CI: 0.036-0.49]; p= 0.002) and the age (odds ratio: 0.96 [95 percent CI: 0.81-0.99]; p= 0.042) were associated to obtaining low quality embryos whereas the highest number of aspired ovocytes was associated to good quality embryos (odds ratio: 1.08 [95 percent CI: 1.03-1.13]; p= 0.002). Conclusions: a higher number of aspired oocytes encourages obtaining good quality embryos whereas infertility of unknown cause and older age reduce it(AU)

Repercusiones del índice de masa corporal masculina en los resultados de ICSI / Impact of male body mass index on ICSI outcome

Resumen OBJETIVO: primario, determinar la influencia de la obesidad paterna en la tasa de embarazo, implantación, aborto y de recién nacido en casa en pacientes que reciben tratamientos de fertilización in vitro con ICSI. El objetivo secundario: determinar el efecto del índice de masa corporal del padre en la calidad seminal y embrionaria y en la tasa de fertilización. MATERIALES Y MÉTODOS: estudio retrospectivo, comparativo y observacional al que se incluyeron ciclos ICSI con transferencia embrionaria. Los ciclos se dividieron en 3 grupos según el IMC paterno: peso normal (18.5-24.99 kg/m2), sobrepeso (25-29.99 kg/m2) y obesidad (≥ 30 kg/m2). RESULTADOS: se estudiaron 365 ciclos consecutivos en fresco en los que se encontró un incremento significativo en la tasa de aborto en pacientes con obesidad comparados con el grupo sano (39.0 vs 12.9, p = 0.02), y una significativa disminución en la tasa de recién nacido en casa (38.6 vs 23.6; p = 0.04), además de menor tasa de embriones de excelente calidad, sin afectar la tasa de fertilización con ICSI. CONCLUSIONES: los resultados demuestran que aun cuando las tasas de embarazo e implantación son elevadas en pacientes con sobrepeso y obesidad con técnicas de alta complejidad o ICSI, el desarrollo embrionario, la tasa de aborto y tasa de recién nacido en casa se ven afectados por el incremento del IMC paterno.

Abstract OBJECTIVE: The aim of the present study was primarily to determine the influence of paternal obesity on pregnancy, implantation, abortion and take home baby rates in patients undergoing in vitro fertilization with ICSI. Secondly, to determine the impact of paternal body mass index (BMI) on semen parameters, fertilization rate and embryo quality. MATERIALS AND METHODS: Retrospective, comparative and observational study. 352 cycles of ICSI with embryo transfer were included. They were divided in three groups based on male BMI: Normal (18.5-24.99 kg/m2), overweight (25-29.99 kg/m2), and obesity (≥30 kg/m2). RESULTS: Male obesity was associated with a significant increased miscarriage rate when compared with the normal group (39.0 vs 12.9, p = 0.02) and a significantly lower take home baby rate (23.6 vs 38.6, p = 0.04). We also found a lower rate of top quality embryos, without affecting fertilization with ICSI. CONCLUSION: Our results demonstrate that even though pregnancy and implantation rates are elevated when ICSI is performed in overweight and obese patients, embryo development, miscarriage and take home baby rates are affected with increased paternal BMI.

La fragmentación de ADN espermático, influencia sobre las técnicas de reproducción asistida y la calidad embrionaria / The influence of sperm DNA fragmentation on assisted reproduction techniques and embryo quality

Objetivo: presentar una revisión de la literatura sobre la fragmentación del ADN espermático, su impacto en las técnicas de reproducción asistida y la calidad embrionaria. Metodología: se utilizó la base de datos MEDLINE/PubMed. Los términos de búsqueda fueron: fragmentación espermática, parámetros seminales, técnicas de reproducción asistida y calidad embrionaria. Se revisaron los artículos publicados entre 1999 y 2010. Resultados: los estudios de fragmentación espermática proveen información complementaria acerca de la calidad espermática del paciente, siendo una prueba paralela al análisis seminal. Partiendo del diagnóstico de dichas pruebas se puede tomar la decisión acerca de la técnica de reproducción a emplear. Conclusión: el índice de fragmentación de ADN espermático es una herramienta valiosa para conocer la capacidad fecundante del paciente.

Objective: presenting a review of the literature about sperm DNA fragmentation, its impact on assisted reproduction techniques and embryo quality. Methodology: the MEDLINE/PubMed database was searched; the search terms used were: sperm fragmentation, semen parameters, assisted reproduction techniques and embryo quality. Articles published from 1999 to 2010 were reviewed. Results: sperm fragmentation studies provided complementary information about a patient’s sperm quality, this being a parallel test to semen analysis. Such tests’ diagnoses represent the starting point for taking decisions about the reproduction technique to be used. Conclusion: the sperm ADN fragmentation index represents a valuable tool for ascertaining a patient’s fertilising ability.