Безпліддя стало глобальною проблемою, яка вражає приблизно 15% пар репродуктивного віку. Cеред безплідних чоловіків близько 10-15% мають азооспермію. У загальній популяції азооспермія, або відсутність сперматозоїдів в еякуляті, зустрічається приблизно у 1% чоловіків. Азооспермія визначається як повна відсутність сперматозоїдів у еякуляті. Залежно від причини, вона класифікується на обструктивну азооспермію та необструктивну азооспермію.
У безплідних чоловіків з необструктивною азооспермією зрілі сперматозоїди важко або навіть неможливо знайти. У таких випадках круглі сперматиди часто є найбільш зрілими клітинами, які можуть бути виявлені в 30% випадках за результатами біопсії яєчка (TESE). Мікроделеція Y-хромосоми присутня у 3% до 15% чоловіків з тяжкою олігозооспермією, а також у чоловіків з необструктивною азооспермію. У значної частини чоловіків з азооспермією після microTESE сперматозоїди не виявляються, що унеможливлює для цих чоловіків стати батьками.
При необструктивній азооспермії можливо виявити три типи тканини в біопсійному матеріалі отриманому за допомогою TESE. Одним з типів є знижений сперматогенез з усіма стадіями статевих клітин (гіпоспермія). Другим типом тканин є клітини з зупинкою фінальної стадії сперматогенезу (зупинка дозрівання). Третім типом тканин є повна відсутність статевих клітин. Зупинка дозрівання визначається як відсутність зрілих сперматозоїдів через зупинку розвитку сперматозоїдів. Це може бути рання зупинка дозрівання на стадії сперматогоніїв або сперматоцитів при пізній зупинці дозрівання, що відбувається на стадії сперматиди. Сперматидами є чоловічі статеві клітини з одним набором хромосом після завершення мейозу. На цій стадії присутні всі структурні елементи, але морфологічні зміни не відбулися. Ці сперматиди проходять складний процес клітинної диференціації та дозрівання. Найважливішими змінами під час дозрівання є упаковка або конденсація ядерної ДНК, заміна багатого на лізин гістону багатим на аргінін протаміном та утворення дисульфідних зв'язків, що стабілізують структуру хроматину.
Під час нормального процесу сперматогенезу сперматогонії діляться, утворюючи первинні сперматоцити. Ці сперматоцити вступають у перший мейотичний поділ для утворення вторинних сперматоцитів. Вторинні сперматоцити знову діляться шляхом другого мейотичного поділу, що призводить до утворення круглих сперматид, які містять повний гаплоїдний набір хромосом. Ці круглі сперматиди починають видовжуватися і втрачати свою цитоплазму, доки не відновлять типовий вигляд зрілих сперматозоїдів. У випадках зупинки дозрівання на стадії сперматоцита статеві клітини все ще перебувають у диплоїдному стані і тому не можуть розглядатися для ін'єкції в цитоплазму яйцеклітини. У випадку зупинки дозрівання на стадії круглих сперматид, статеві клітини вже досягли гаплоїдного стану, і запліднення яйцеклітини можливе, якщо сперматиду можна ввести в ооцит. Тому, теоретично, введений гаплоїдний геном ядра круглої сперматиди може бути достатнім для запліднення та подальшого ембріонального розвитку.
Зазвичай ці клітини не здатні запліднювати яйцеклітини. Однак ROSI дозволяє круглим сперматидам досягти запліднення. ROSI (ін'єкція круглих сперматид) – це метод допоміжного екстракорпорального запліднення (ЕКЗ), при якому попередники зрілих сперматозоїдів, отриманих шляхом еякуляції або за допомогою TESE, вводяться безпосередньо в ооцит. Ін'єкцію круглих сперматид можна здійснити за аналогічним механізмом інтрацитоплазматичної ін'єкції сперматозоїдів (ICSI).
Ідентифікувати круглі клітини з еякуляту або видаленої тканини яєчка непросто. Основна проблема полягає в ідентифікації та диференціації від інших клітин та є однією з технічних проблем ROSI. Використовуючи стандартну оптику, присутню в більшості клінічних лабораторій ЕКЗ, може бути важко відрізнити гаплоїдні круглі сперматидні клітини від диплоїдних сперматогенних попередників та соматичних клітин. Може виникнути плутанина під час ідентифікації круглих сперматид від інших сперматогенних клітин, таких як сперматогонії та клітини Сертолі, а також клітини крові. Менші сперматогонії та круглі сперматиди мають схожий розмір, їх може бути важко розрізнити, і їх можна розрізнити під мікроскопом з інтерфейсним контрастуванням. Ядра сперматогоній містять два або більше ядерець, тоді як сперматиди їх не мають. Крім того, цитоплазма, що оточує ядро сперматиди, тонша, тому співвідношення ядро - цитоплазма дещо вище, ніж у сперматогонії. Точна ідентифікація круглих сперматид має вирішальне значення для покращення клінічних результатів ROSI. Слід зазначити, що найточнішим методом ідентифікації круглих сперматид є хромосомний аналіз, який ідентифікує гаплоїдний набір хромосом. Крім того, імуногістохімічне фарбування може допомогти відрізнити круглі сперматиди від інших клітин з подібною морфологією, таких як сперматогонії. Однак ці методи не є клінічно застосовними через їх негативний вплив на статеві клітини, тому гарною альтернативою є фазово-контрастна мікроскопія.
Ще одним важливим моментом є активація ооцита. Хоча круглі сперматиди людини можуть мати певну здатність до активації ооцитів, повна активація ооцита може не відбутися. На відміну від рутинної процедури ICSI, круглі сперматиди після ROSI не викликають коливань кальцію, що є критичним та вирішальним для подальшої активації ооцитів та розвитку ембріона. Обробка ооцитів кальцієвим іонофором після запліднення методом ROSI є однією зі стратегій для індукції активації яйцеклітин.
Рівень успішності методу ROSI значно нижчий, ніж у ICSI з використанням зрілих сперматозоїдів. Результати показали, що рівень запліднення після ROSI становив 38,7%, тоді як рівень вагітності – лише 3,7%. Рівень живонародження лише 4,3% від загальної кількості переносів ембріонів. Складна ідентифікація круглих клітин та неповна активація ооцитів є факторами низького рівня запліднення при ROSI. Крім того, незрілість сперматид може бути основним фактором нижчої здатності до запліднення круглих клітин. У незрілих клітинах немає переходу гістонів у протамін, що може призвести до нестабільності та чутливості хроматину. Це робить сперматиди більш вразливими до денатурируючого стресу, що призводить до фрагментації ДНК та апоптозу.
Генетичні аномалії та анеуплоїдія можуть бути іншими факторами, які слід враховувати. Різні дослідження повідомляли, що чоловіки із зупинкою дозрівання мають підвищену частоту виявлення генетичних аномалій. Ця генетична аномалія може бути пов'язана з дефектним геномним імпринтингом. Геномний імпринтинг може відбуватися під час пізнього гаметогенезу, що відіграє важливу роль у регуляції запліднення та розвитку ембріона. Передімплантаційне генетичне тестування (PGT) зазвичай використовуються для покращення результатів в циклах ЕКЗ. Тому PGT також може відігравати певну роль у майбутньому ембріонів, створених за допомогою ROSI. Розуміння частоти анеуплоїдії серед ембріонів, що виникають внаслідок ROSI, також є важливим фактором у визначенні ймовірності успіху за допомогою цієї методики.
Загальний позитивний результат ROSI все ще слабкий і нестабільний, тому вона не стала рутинною процедурою в клініках ЕКЗ. Крім того, ROSI, який передбачає використання незрілих сперматозоїдів, створює технічні труднощі та може становити генетичні ризики. Ця методика дає надію, що чоловіки з азооспермією все ще можуть мати шанс стати батьками біологічних дітей, використовуючи власні круглі сперматиди. Однак, пари повинні визнати, що шанси на вагітність та живонародження є дуже низькими.
Пацієнти, в біоптаті яких не отримано сперматозоїдів, мають обмежені клінічні можливості, і, стикаючись з вибором між усиновленням чи донорською спермою та ROSI, багато пар можуть розглядати ROSI як альтернативу. Слід наголосити, що цей метод слід використовувати лише у вибраній групі чоловіків з азооспермією, які відмовляються від інших варіантів. Крім того, пари повинні отримати розширене консультування лікаря-репродуктолога та повинні усвідомлювати, що шанси на успішність значно знижені.