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Dispositivo de microfluidos: o que é?

Por Equipe Origen

Publicado em 10/07/2024

Desde o início de suas aplicações, as técnicas de reprodução assistida já passaram por diversas atualizações. Com os avanços da biotecnologia — em específico, nas áreas de medicina e engenharia genética —, novos recursos têm sido constantemente desenvolvidos ou aprimorados para melhorar o processo conceptivo e ampliar as possibilidades para os casais inférteis, um dos mais atuais é o dispositivo de microfluidos.

Esse dispositivo foi recentemente desenvolvido por pesquisadores e tem a finalidade de melhorar os métodos de capacitação espermática, facilitando a seleção dos espermatozoides de melhor qualidade e reduzindo o risco de danos à integridade das células. Trata-se, portanto, de um recurso para os casos de infertilidade masculina.

O potencial reprodutivo do homem está diretamente relacionado à qualidade do sêmen. O líquido seminal contém milhões de espermatozoides, além de diversos elementos para nutrir e proteger esses gametas quando eles entram no corpo da mulher. No processo natural de concepção, o objetivo é que os espermatozoides migrem para o trato genital superior feminino e cheguem até o local de fertilização do óvulo, dentro das tubas uterinas.

Embora cerca de mais de 40 milhões de espermatozoides sejam introduzidos no corpo feminino em uma ejaculação, apenas uma pequena fração deles consegue chegar nas tubas e somente um gameta completa, fisiologicamente, o processo de fecundação. Para isso, a qualidade espermática é determinante. Aspectos como motilidade, morfologia adequada e integridade do DNA espermático são determinantes para o potencial de fertilização.

Leia este artigo com atenção e entenda o que é o dispositivo de microfluidos e como pode ser aplicado nos tratamentos de reprodução assistida para superar a infertilidade masculina!

Quais são os fatores de infertilidade masculina?

Ao ser avaliado, o homem infértil pode descobrir que tem alterações seminais, como: ausência de espermatozoides no sêmen (azoospermia); baixa contagem de gametas (oligozoospermia); baixo número de gametas com motilidade espermática (astenozoospermia); alto índice de espermatozoides com morfologia anormal (teratozoospermia); fragmentação do DNA espermático; disfunções de ereção e ejaculação; entre outras possíveis anormalidades.

Por trás dessas alterações, podem existir diversas causas, incluindo:

  • varicocele;
  • infecções genitais;
  • alterações genéticas;
  • problemas estruturais congênitos;
  • tratamentos oncológicos (quimio e radioterapia) e cirurgias pélvicas;
  • deficiências hormonais devido a doenças endócrinas/metabólicas ou fatores do estilo de vida;
  • uso de certos medicamentos;
  • exposição frequente (risco ocupacional) a altas temperaturas, poluentes ambientais, radiação e outras condições gonadotóxicas.

Essas condições listadas podem afetar a fertilidade masculina de diferentes formas: prejudicam a produção dos espermatozoides; afetam a qualidade espermática (motilidade, morfologia e integridade do DNA); causam obstruções no trato reprodutivo, que impedem a passagem dos gametas; ou impactam a função erétil e ejaculatória do homem.

Cada situação é tratada de forma apropriada para reverter os danos específicos à fertilidade. Quando há alterações na qualidade espermática, os métodos de preparo seminal para seleção dos espermatozoides, empregados na reprodução assistida, são muito eficazes. O dispositivo de microfluidos apresenta-se como um recurso importante para esses casos.

O que é dispositivo de microfluidos?

Dispositivo de microfluidos é um pequeno encapsulamento que processa quantidades muito reduzidas de fluídos. No corpo humano, os fluídos viajam por canais extremamente estreitos — mais finos que um fio de cabelo.

Esse tipo de dispositivo foi desenvolvido a partir da microfluídica, tecnologia de movimentação de fluídos em canais com dimensões micrométricas. No contexto da preparação do esperma, tal recurso permite o isolamento seletivo de espermatozoides de qualidade em uma amostra seminal ainda não processada.

O objetivo do preparo seminal na reprodução assistida é aumentar a concentração de espermatozoides com boa morfologia e motilidade. Para isso, os métodos geralmente utilizados removem plasma seminal, gametas imóveis, células imaturas ou não germinativas e outros detritos.

Os espermatozoides são vulneráveis e podem sofrer danos com os procedimentos empregados no preparo seminal. Estudos constataram que os métodos padrão-ouro (swim-up e centrifugação em gradiente descontínuo de densidade) podem induzir a fragmentação do DNA espermático devido à introdução de espécies reativas de oxigênio.

O aumento nos níveis de espermatozoides com DNA fragmentado tem sido associado à infertilidade masculina devido a falhas de fertilização ou formação de embriões frágeis e com baixo potencial de implantação no útero.

Qual é a aplicação desse dispositivo na reprodução assistida?

O dispositivo de microfluidos é um método recente de capacitação espermática e tem sido realizado como bons resultados nos tratamentos de reprodução assistida, garantindo um maior número de espermatozoides viáveis para a fertilização in vitro (FIV).

A FIV é uma técnica de alta complexidade, indicada para superar vários fatores de infertilidade conjugal, incluindo as alterações espermáticas mais graves.

A seleção de espermatozoides móveis e morfologicamente normais é uma etapa fundamental da reprodução assistida — não somente na FIV, mas também nos tratamentos com inseminação artificial ou intrauterina.

Com o dispositivo de microfluidos, o sêmen bruto (ainda não processado) é introduzido no fluxo de entrada, e somente os espermatozoides com boa morfologia e motilidade progressiva conseguem nadar pelo dispositivo até o fluxo de saída. Então, são coletados para uso, sem terem sofrido danos à integridade do DNA com produtos químicos.

O dispositivo de microfluidos para seleção de espermatozoides é obtido a partir de impressão em 3D e inspiração biológica que permite a simulação da jornada dos espermatozoides como ocorre no trato reprodutivo feminino.

Segundo os estudos feitos, os experimentos com o dispositivo de microfluidos revelaram uma melhoria de mais de 85% na integridade do DNA espermático, com uma redução média de 90% na apoptose (morte celular). Ainda, o método contribuiu para uma melhor taxa de recuperação de espermatozoides móveis após a criopreservação.

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