Il tampone a bicarbonato migliora la selezione funzionale degli spermatozoi rispetto ai tamponi zwitterionici nella preparazione dello sperma

Perché il fluido giusto in laboratorio conta nei trattamenti di fertilità

Quando le coppie si rivolgono a cliniche della fertilità per ottenere aiuto nel concepimento, gran parte del lavoro avviene in laboratorio, dove lo sperma viene preparato con cura prima di essere impiegato in trattamenti come la fecondazione in vitro o l’inseminazione. Questo studio pone una domanda apparentemente semplice ma con grandi conseguenze pratiche: il tipo di liquido usato per lavare e selezionare gli spermatozoi in laboratorio cambia la loro probabilità di funzionare bene? I ricercatori rispondono di sì: un ingrediente comune e simile a quello presente nel corpo, il bicarbonato, sembra conferire agli spermatozoi un vantaggio chiaro rispetto a diffuse alternative sintetiche.

Il contesto nel laboratorio di fertilità

All’interno di un laboratorio di riproduzione assistita, gli spermatozoi devono essere manipolati al di fuori del corpo, dove sono vulnerabili a variazioni di acidità, temperatura e ad altri stress. Per mantenere condizioni stabili, i tecnici usano “tampone” nel liquido che circonda gli spermatozoi. Il bicarbonato è un componente naturale dei fluidi riproduttivi sia maschili sia femminili ed è noto per aiutare a preparare gli spermatozoi alla fecondazione di un ovulo. Tuttavia, il comportamento del bicarbonato dipende dalla presenza di anidride carbonica, che può essere difficile da controllare quando i campioni sono gestiti fuori da incubatori specializzati. Per semplificare il lavoro al banco, molte cliniche fanno quindi affidamento su tamponi sintetici “zwitterionici” come HEPES e MOPS, che mantengono stabile il livello di acidità senza necessitare di anidride carbonica — ma che potrebbero essere meno compatibili con cellule vive.

Come i ricercatori hanno confrontato i fluidi di laboratorio

Il gruppo ha studiato il liquido seminale di 54 uomini che si sono rivolti a una clinica di fertilità, la metà con qualità spermatica tipica e l’altra metà con conteggi o motilità ridotti. Ogni campione è stato diviso in sei porzioni e processato in diversi mezzi: uno con solo bicarbonato; due con HEPES o MOPS da soli; due in cui gli spermatozoi sono stati prima esposti a HEPES o MOPS e poi trasferiti nel bicarbonato per la fase chiave del “swim-up” che permette agli spermatozoi più attivi di risalire; e una porzione non trattata come riferimento. Dopo questa preparazione, gli scienziati hanno misurato quanti spermatozoi erano in movimento, con quale velocità e quali schemi di nuoto mostravano, quanto erano sani i loro mitocondri (gli organelli produttori di energia) e se il loro DNA e il rivestimento esterno (l’acrosoma, importante per penetrare l’ovulo) fossero intatti.

Cosa è successo agli spermatozoi nei diversi fluidi

Il bicarbonato si è distinto come il chiaro vincitore nella selezione degli spermatozoi vivaci. Negli uomini con qualità seminale più scarsa, gli spermatozoi preparati nel bicarbonato hanno mostrato una maggiore motilità totale e progressiva rispetto a quelli in HEPES o MOPS. Anche negli uomini con seme normale, la quota di spermatozoi con motilità fortemente progressiva è risultata approssimativamente raddoppiata con il bicarbonato rispetto ai tamponi sintetici. Le misure del comportamento di nuoto hanno confermato che gli spermatozoi nel bicarbonato si muovevano più velocemente lungo percorsi più efficienti. Crucialmente, più spermatozoi nel gruppo bicarbonato avevano mitocondri brillanti e attivi — le piccole centrali energetiche che guidano il movimento — mentre HEPES e MOPS erano associati a una diminuzione dell’attività mitocondriale. Quando questi tamponi sintetici sono stati combinati con bicarbonato per la fase finale di selezione, parte del danno è stata invertita, suggerendo che la presenza di bicarbonato durante il swim-up è particolarmente importante.

Salute cellulare oltre la potenza del nuoto

I ricercatori hanno esaminato anche altri due aspetti della salute degli spermatozoi. Primo, hanno testato la reazione acrosomiale, un rilascio controllato da una struttura a cappuccio sulla testa dello spermatozoo necessario per penetrare l’ovulo. I mezzi contenenti bicarbonato hanno supportato una reazione acrosomiale più forte e inducibile rispetto al seme non trattato, suggerendo che gli spermatozoi erano meglio pronti per la fecondazione. Secondo, hanno esaminato il confezionamento del DNA impiegando un metodo che rivela rotture nel materiale genetico. Qui, tutti i mezzi hanno mostrato prestazioni simili dopo il passaggio swim-up: la maggior parte degli spermatozoi danneggiati era già stata filtrata, e la scelta del tampone non ha ulteriormente modificato i livelli di frammentazione del DNA. Questo suggerisce che le principali differenze tra i tamponi riguardano la conservazione della motilità e della produzione energetica, più che un effetto sull’integrità del DNA durante il breve periodo di preparazione.

Cosa significa per chi cerca cure di fertilità

Per i pazienti, il lavoro mette in evidenza che dettagli tecnici apparentemente minori nel laboratorio IVF possono influenzare la qualità degli spermatozoi impiegati per tentare di creare un embrione. Dimostrando che un tampone naturale a base di bicarbonato aiuta le strutture a selezionare spermatozoi più energici e con mitocondri sani rispetto ai tamponi sintetici comunemente usati, lo studio sostiene l’idea di allineare le condizioni di laboratorio più strettamente alla chimica del corpo. Pur non avendo il lavoro seguito direttamente esiti di gravidanza o nascite, esso fornisce evidenza sperimentale che la scelta del sistema tampone durante la preparazione degli spermatozoi è più di una questione di praticità: può influenzare la funzionalità degli spermatozoi al momento dell’incontro con l’ovulo e quindi rappresenta un parametro chiave che le cliniche dovrebbero considerare e ottimizzare.

Citazione: Meitei, H.Y., Predheepan, D., Uppangala, S. et al. Bicarbonate buffer enhances functional sperm selection compared to Zwitterionic buffers in sperm preparation. Sci Rep 16, 9332 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44733-9

Parole chiave: riproduzione assistita, preparazione dello sperma, tampone a bicarbonato, infertilità maschile, laboratorio IVF