JBRA Assist. Reprod 2007;11(4):14-19
ARTIGO ORIGINAL
doi: 10.5935/1518-0557.2007.11.4.03
Fertility - Centro de Fertilização Assistida
RESUMO
OBJETIVO: Pentoxifilina (PTX) é uma metilxantina que vem sendo clinicamente utilizada como estimulante artificial de espermatozóides descongelados, em ciclos de fertilização in vitro (FIV). Através da inibição da fosfodiesterase, a pentoxifilina aumenta os níveis de AMPC intracelular, contribuindo para a capacitação espermática, hiperativação e reação acrossômica. Com a introdução da ICSI, houve um aumento nas taxas de fertilização e gestação independentemente dos parâmetros seminais trazendo a viabilidade do uso de espermatozóides criopreservados. Além disso, a boa recuperação da motilidade espermática após o processo de criopreservação-descongelamento é um dos principais fatores determinantes do sucesso da ICSI. Assim, esse estudo teve como objetivo avaliar o efeito da PTX aplicada em amostras seminais criopreservadasdescongeladas, nas taxas de fertilização e desenvolvimento embrionário após ciclos de ICSI.
MATERIAL E METODOS: Este estudo incluiu nove casais submetidos a 21 ciclos de reprodução humana assistida por ICSI utilizando espermatozóides descongelados. Após descongelamento, as amostras seminais foram processadas por lavado seminal ou por migração ascendente, e em seguida dividas em duas alíquotas iguais. A primeira alíquota foi tratada com 5mM de solução de PTX (grupo PTX) por 30 minutos e a outra sem PTX (grupo CT). As amostras seminais foram encaminhadas para o laboratório de fertilização in vitro para serem submetidas à ICSI, e 145 oócitos em metaphase II (MII) foram injetados, 72 com espermatozóides do grupo PTX e 68 com espermatozóides do grupo CT As taxas de fertilização, morfologia de pro núcleo, clivagem precoce e morfologia embrionária no dia da transferência foram avaliadas. Para a análise estatística foi utilizado teste de Mann-Whitney e qui-quadrado, sendo considerada significância estatística quando p< 0,05.
RESULTADOS: Nossos resultados mostraram que espermatozóides tratados com PTX apresentaram motilidade total similar ao grupo CT (31.5% versus 34.2%, respectivamente; p = 0.150), assim como a motilidade progressiva (20.5% versus 23.4%, respectivamente; p = 0.057). Após a ICSI, as taxas de fertilização normal foram de 73.4% no grupo PTX e 78.3% no grupo CT (p = 0,516). A porcentagem de embriões que apresentaram boa morfologia pró nuclear (grupo PTX 23.9% versus grupo CT 25.0 %; p = 0.901), assim como a clivagem precoce (grupo PTX 27.7% versus grupo CT 30.0%; p = 0.925) foram similares. Além disso, 48.9% dos embriões no grupo PTX e 59.6% no grupo CT apresentaram boa morfologia no dia + 3 (p = 0.283). Embriões provenientes de ICSI com espermatozóides do grupo PTX e do grupo CT foram transferidos e foi observado um total de 8 gestações (taxa de gestação: 38,9% e taxa de implantação: 22,2%).
CONCLUSÃO: Pudemos observar que o tratamento de espermatozóides com PTX, em comparação ao grupo de espermatozóides não tratados, trouxe resultados similares em relação à melhora da motilidade total e progressiva e outros parâmetros embrionários avaliados. Sugerimos que a similaridade entre os valores dos parâmetros seminais e embrionários comparados sejam devido a necessidade de excessivas lavagens seminais em razão embriotoxicidade da pentoxifilina. Assim, concluímos que o protocolo utilizado não foi eficiente, existindo a necessidade de outros estudos para o desenvolvimento de outros protocolos para a melhora da motilidade espermática.
Palavras-chave: Pentoxifilina, espermatozóide, ICSI, embrião
ABSTRACT
OBJECTIVE: Pentoxifylline (PTX) is a metilxantina, which has been clinically used as an artificial sperm stimulant to enhance sperm motility in many in vitro fertilization (IVF) programs. By inhibiting phosphodiesterase, pentoxifylline increases the intracellular cAMP level, and thus contributes to sperm capacitation, hyperactivation, and acrosome reaction. With the introduction of ICSI, its evident the ability to achieve higher fertilization and pregnancy rates regardless semen parameters. Moreover, the use of cryopreserved sperm was then developed with success, and sperm motility after freeze-thawed procedure is one of the main determinants of the successes of ICSI. This study was designed to evaluate the effect of PTX applied to freeze-thawed spermatozoa, on fertilization rates and embryo development after intracytoplasmic sperm injection (ICSI) cycles.DESIGNProspective experimental study.
MATERIAL AND METHODS: This study included nine couples who underwent 21 assisted reproduction techniques by ICSI using frozenthawed spermatozoa. After thawed, the sperm samples were processed by sperm-wash or swim-up, and divided into two equal aliquots. The first was treated with 5mM PTX solution (group PTX) for 30 minutes at 37ºC, and other without PTX (group CT). The sperm samples were addressed to IVF laboratory for ICSI, and 145 oocytes in metaphase II (MII) were injected, 72 with spermatozoa of CT group, and 68 with PTX treated sperm. The fertilization rate, pro-nuclei morphology, early cleavage and embryo morphology on transfer day were evaluated. Mann-Whitney and qui-square testes were used as appropriate, p < 0.05 was considered statistically significant.
RESULTS: Our results showed that PTX treatment didn’t improve the spermatozoa total motility (31,5% versus 34,2%, p = 0,150 for PTX group and CT group, respectively) and the progressive motility (20.5% versus 23.4%, ; p = 0.057, for PTX group and CT group, respectively). After ICSI, the normal fertilization rates, were 73.4% in the group PTX and 78.3% in group CT (p = 0,516). The percentage of embryos presenting good pro-nuclei morphology (23.9% versus 25.0%; p = 0.901, for PTX and CT, respectively) as well as early cleavage (27.7% versus 30.0%; p = 0.925, for PTX and CT, respectively) were similar. Also, 48.9% of embryos on group PTX and 59.6% on group CT, presented good morphology on day +3 (p = 0.283). Embryos originated from ICSI using spermatozoa from both group I and group II were transferred, and a total of 8 pregnancies were achieved (pregnancy rate: 38.9% and implantation rate: 22,2%).
CONCLUSIONS: It was observed that the treatment of spermatozoa with PTX, in comparison with nontreated group, had similar results in the total and progressive sperm motility and other embryo parameters evaluated. It is known that the pentoxifylline is embryo toxic and the need of seminal sperm-washes may be the reason for the same results found when PTX was used or not. Therefore, we suggest that the protocol used in this study may not be efficient for ICSI outcomes, however other protocols may be studied to improve motility of thawed spermatozoa and embryo quality.
Key words: pentoxiffylline, spermatozoa, ICSI, embryo
INTRODUÇÃO
A criopreservação seminal, processo no qual os espermatozóides são conservados a temperatura de -196ºC em nitrogênio líquido, tem contribuído de forma significativa para os métodos de reprodução humana assistida. Com a utilização desta técnica, pacientes portadores de neoplasias submetidos à quimioterapia e ou radioterapia, os quais possam vir a sofrer de danos na espermatogênese, encontram a possibilidade de concepção, armazenando amostras seminais previamente ao tratamento (Sanger et al., 1992). Entretanto, sabe-se que a criopreservação afeta a viabilidade, motilidade e potencial de fertilização dos espermatozóides (Critser et al., 1987; Centola et al., 1992).
Durante o processo de congelamento e descongelamento dos espermatozóides, são relatados danos à membrana dos mesmos afetando automaticamente a capacidade de fertilização. Esse prejuízo na membrana é caracterizado pela peroxidação lipídica de ácidos graxos insaturados e também pela geração e liberação de radicais livres. Nesse processo, ocorre também a alteração do equilíbrio iônico, diminuição na produção de ATP pela mitocôndria e conseqüente redução da produção de energia, levando ao decréscimo da motilidade (Da Ros et al., 2000).
Para que o espermatozóide adquira capacidade de fertilização, in vivo, é necessário que ocorra a capacitação, um processo que se inicia no epidídimo, se intensifica no trato genital feminino e finaliza frente ao oócito (Flesh & Gadella, 2000).
O contato do espermatozóide com o oócito induz no gameta masculino o processo de reação acrossômica, no qual todo o conteúdo da vesícula acrossômica do espermatozóide é liberado, incluindo enzimas que auxiliam na dispersão das células da granulosa, a fim de que o mesmo consiga penetrar na zona pelúcida do oócito, sendo este um processo irreversível para o espermatozóide (Moore,2004).
No trato genital feminino, há uma grande concentração de bicarbonato, o que leva a alcalinização do meio e conseqüente aumento do pH. Acredita-se que a ligação entre o bicarbonato presente do trato genital feminino e a adenilato ciclase, uma enzima presente na membrana citoplasmática do espermatozóide, desencadeia a conversão do trifosfato de adenosina (ATP) em monofosfato de adenosina cíclico (AMPc) (Harrison, 1996).
O AMPc tem como função regular a motilidade espermática, além de modular a reação acrossômica através da ativação de proteína kinase A, que quando fosforilada provoca, direta ou indiretamente, o deslocamento de fosfolipídios na membrana citoplasmática do espermatozóide, resultando em alterações bioquímicas e estruturais em sua membrana. A regulação do AMPc se dá pela fosfodiesterase (PDE), que tem como função degradar a molécula de AMPc e conseqüentemente diminuir sua atividade (Garty & Salomon, 1987; Naro et al., 1996Harrison,1996; Flesch & Gadella,2000).
Sabe-se que após o processo de congelamento e descongelamento, há uma perda de 25 a 75% da motilidade e viabilidade dos espermatozóides, conseqüente de danos irreversíveis causados na membrana (Kobayashi et al., 1991; Centola et al. 1992). O prejuízo causado se deve à peroxidação lipídica de ácidos graxos insaturados e geração de radicais livres, assim como por alterações no equilíbrio iônico, diminuição da produção de ATP e energia pela mitocôndria, resultando em menor motilidade (Da Ros et al., 2000).
Autores relatam que a pentoxifilina (PTX), um inibidor não específico da fosfodiesterase, ao contato com amostras seminais, promove a elevação do AMP cíclico intracelular e conseqüente aumento da motilidade espermática, além de estimular a reação acrossômica no espermatozóide. Sua ação in vitro é dose-dependente e relacionada à porcentagem de motilidade e à velocidade curvilínea dos espermatozóides (Henkel, Schill, 2003; Da Ros et al., 2000).
No entanto, ainda existem controvérsias na literatura quanto à efetividade da utilização da PTX em melhorar a qualidade de amostras seminais. Espermatozóides descongelados e tratados com pentoxifilina tiveram um aumento da motilidade total e progressiva quando comparados a amostras controle (Paul, 1995; Stanic, 2002). Outros estudos não mostram correlação entre a utilização da pentoxifilina no preparo de amostras seminais e melhorias na motilidade espermática (Hellstrom, et al., 1989; Hellstrom, et al., 1991).
Não se sabe ao certo se a pentoxifilina age somente quando a causa da diminuição da motilidade dos espermatozóides é decorrente da criopreservação, ou se sua ação também se estende aos casos onde há distúrbios intrínsecos dos espermatozóides antes do congelamento. Assim, este estudo foi designado a fim de avaliar o efeito da PTX aplicada a espermatozóides congelados-descongelados submetidos à ICSI (Injeção Intracitoplasmática de Espermatozóides) avaliando taxas de fertilização e desenvolvimento embrionário.
MATERIAL E MÉTODOS
Estudo prospectivo realizado no Fertility - Centro de Fertilização Assistida, em São Paulo, Brasil, no período de junho de 2004 a setembro de 2006. Este estudo obteve autorização prévia do Comitê de Ética em Pesquisa do Hospital Professor Edmundo Vasconcelos, e todos os pacientes nele incluídos receberam Termo de Consentimento Livre e Esclarecido, apresentando resumidamente o protocolo de pesquisa, em linguagem clara, a fim de que houvesse conhecimento da natureza dos procedimentos. Após a leitura e entendimento, obteve-se a assinatura daqueles pacientes que concordaram em participar do estudo.
Antes do início deste trabalho, foi realizado estudo piloto para validação da técnica de aplicação de pentoxifilina em amostras seminais. Para tanto fora utilizadas amostras criopreservadas, as quais foram descongeladas e submetidas à lavagem seminal através da adição de 1 mL de Modified HTF with HEPES Buffer (HTF/Hepes, Irvine Scientific, Santa Ana, USA) e centrifugadas por 8 minutos a 300g. Em seguida o precipitado foi ressuspendido em 0,5 mL do mesmo meio de cultura e dividido em duas alíquotas de 250µL. Em uma alíquota foi adicionado 250µL de pentoxifilina na concentração de 5mM e à outra alíquota 250µL do meio de cultura. Após incubação por 30 minutos à 37º as amostras foram avaliadas em relação à concentração e motilidade, e naquelas em que foi aplicada PTX, foram lavadas e avaliadas novamente para concentração e motilidade (Tabela 1).

Tabela 1. Avaliação da motilidade total e motilidade progressiva em amostras sem uso da pentoxifilina, com uso de pentoxifilina e com uso de pentoxifilina e posterior lavagem espermática.
Foi estabelecido como critério de inclusão: indicação do casal para procedimento de ICSI, amostras seminais provenientes de descongelamento e mulheres com os dois ovários funcionantes, não apresentando endometriose graus III ou IV e tendo no mínimo quatro oócitos MII após a punção folicular. Pacientes com alguma patologia sistêmica clinicamente relevante, infecção pelo Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV), Hepatite B ou C ou que discordassem do termo de consentimento livre e esclarecido foram excluídos do trabalho.
RESULTADOS
Em relação ao presente estudo, realizamos 21 ciclos de ICSI, onde todas as amostras seminais foram descongeladas e avaliadas em relação ao uso da pentoxifilina (Grupo PTX, n=21) ou não uso de pentoxifilina (Grupo CT, n=21).
Foram recuperados em média de 8,7 ± 10,2 oócitos sendo injetados em média 6,9 ±3,4 oócitos por paciente.
Após descongelamento, as amostras seminais foram lavadas e avaliadas em relação à concentração de 55,3 ± 33,7 milhões de espermatozóides/mL, motilidade 68,5 %, motilidade progressiva 58,3% e morfologia 3,6%.
As amostras foram então separadas em duas alíquotas e após preparo seminal, observou-se resultados similares entre os grupos no que diz respeito a concentração (30,9 ± 26,9 M/mL no grupo PTX versus 30,1 ± 25,3 M/mL no grupo CT, p=0,594), motilidade 31,5 % versus 34,2 %, respectivamente (p=0,150), e motilidade progressiva de 20,5% versus 23,4%, respectivamente (p=0,057). (Tabela2).
No que diz respeito à taxa de fertilização normal, isto é, a formação de dois pronúcleos após a ICSI, indicando fertilização, os grupos apresentaram-se similares (73,4% versus 78,3%, respectivamente; P= 0,516) (Tabela 3).

Tabela 3. Comparação dos grupos I e II em relação à taxa de fertilização normal morfologia de PN, clivagem precoce e morfologia D+3
Na avaliação da morfologia dos pronúcleos (PN) observouse que o grupo PTX apresentou 23,9 % dos embriões com boa qualidade, enquanto esse valor foi de 25,0 % para o grupo PTXI, P = 0,901 (Tabela 2).

Tabela 2. Comparação entre motilidade total e motilidade progressiva após preparo seminal grupo PTX x grupo CT.
Na análise da clivagem precoce, notou-se que no grupo PTX, 27,7% dos embriões foram considerados rápidos versus 30,0% no grupo CT, respectivamete (P = 0,925) (Tabela 2).
DISCUSSÃO
A criopreservação de espermatozóides é utilizada rotineiramente nos ciclos de reprodução humana assistida (Holt, 1997; Donnelly et al, 2001). Entretanto, mesmo com as sofisticadas técnicas existentes atualmente, as taxas de sobrevivência de espermatozóides provenientes de amostras de sêmen criopreservadas são inferiores aos ciclos realizados com espermatozóides frescos, bem como as taxas de gestação (Sharma and Agarwal, 1996).
A Pentoxifilina, do grupo das metilxantinas, exerce influência nas características de motilidade espermática, através da inibição da fosfodiesterase e consequênte aumento do AMPc intracelular (Garbers et al., 1971; Sikka et al., 1991). Essa primeira geração de inibidores da fosfodiesterase, como a pentoxifilina vem sendo utilizada para estimular a motilidade dos espermatozóides de pacientes inférteis. (Yovich et al., 1990). Entretanto, a concentração utilizada para ativar esse aumento da motilidade, pode ser acompanhada por um aumento do início da reação acrossômica devido à inibição não seletiva (Lanzafame et al., 1994). É importante que a reação acrossômica do espermatozóide não ocorra antes da aproximação com o oócito, pois se sabe que após esse processo, o espermatozóide torna-se incapaz de fertilizar o oócito. Além disso, a pentoxifilina não aumenta o número de espermatozóide móveis, apenas aumenta as características de motilidade na população de espermatozóides pré-selecionados (Yovich et al., 1990; Tesarik et al., 1992).
Alguns estudos prévios relataram que o uso de pentoxifina em espermatozóides pode ser prejudicial aos embriões devido a sua embriotoxicidade e verificaram que a pentoxifilina possui alguns efeitos adversos em oócitos e embriões de ratos quando utilizada para ativação de espermatozóides nas técnicas de FIV. Esse agente pode afetar o desenvolvimento embrionário com alterações nos estágios iniciais de clivagem (Scott and Smith, 1995).
Assim, foi estabelecido no presente estudo a realização de lavado seminal nas amostras onde foi utilzada PTX, e ainda previamente ao ICSI, foi realizada limpeza de cada espermatozóide a ser injetado em gotas de meio de cultura presentes na placa de injeção, a fim de evitar quaisquer danos ao embrião.
Nossos resultados demonstraram que o tratamento dos espermatozóides com a PTX em comparação ao grupo não tratado (controle) tiveram resultados similares tanto em relação à melhora da motilidade total e progressiva, quanto em relação aos parâmetros embrionários avaliados. Esses resultados podem ser explicados devido à ação dose dependente que a pentoxifilina exerce sobre a estimulação da motilidade espermática (Da Ros, 2000). Como citado anteriormente, realizamos um teste com algumas amostras de sêmen descongeladas, através da à aplicação de pentoxifilina. A motilidade foi avaliada imediatamente após a aplicação da substância, e foi possível observar que quando comparados ao grupo controle, obtivemos um resultado superior em relação à motilidade total e progressiva da amostra submetida à PTX. Entretanto, após o primeiro lavado seminal, observou-se uma redução da motilidade total e progressiva.
Dessa maneira, pode-se considerar que a razão dos resultados similares de motilidade total e progressiva obtidos no grupo PTX (amostras submetidas a pentoxifilina) em relação ao grupo CT devem-se ao duplo lavado seminal. Além disso, observou-se também resultados similares entre os grupos das taxas de fertilização normal assim como a clivagem precoce e a morfologia do embrião no dia + 3 (dia da transferência), sugerindo que o protocolo realizado não foi eficiente. Assim, sugerimos que outros protocolos podem ser utilizados a fim de aumentar a motilidade em amostras de sêmen descongeladas com melhoria da qualidade embrionária.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Borges Júnior E, Rossi-Ferragut LM. Cultura prolongada: quando indicar? In: Scheffer BB, Remohí J, Garcia-Velasco J, Pellicer A, Simón C, editores. Reprodução humana assistida. São Paulo: Atheneu; 2003. p. 177-88.
Da Ros CT, Barcelos M, Wang R, et al. “Sperm stimulation peptides”. Braz J Urol, 26: 43-47,2000.
Henkel RR,Schill WB. “Sperm preparation for ART”. Reprod Biol Endocrinol.; 1(1): 108; Nov 14, 2003.
Moore P. Embriologia Clínica. Tradução da 7ª edição americana, p.35-36,2004.