Regular (ICSI) versus ultra-high magnification (IMSI) sperm selection for assisted reproduction

  • Review
  • Intervention

Authors

  • Danielle M Teixeira,

    1. University of Sao Paulo, Department of Obstetrics and Gynecology, Medical School of Ribeirao Preto, Ribeirao Preto, Sao Paulo, Brazil
    Search for more papers by this author
  • Mariana AP Barbosa,

    1. University of Sao Paulo, Department of Obstetrics and Gynecology, Medical School of Ribeirao Preto, Ribeirao Preto, Sao Paulo, Brazil
    Search for more papers by this author
  • Rui A Ferriani,

    1. University of Sao Paulo, Department of Obstetrics and Gynecology, Medical School of Ribeirao Preto, Ribeirao Preto, Sao Paulo, Brazil
    Search for more papers by this author
  • Paula A Navarro,

    1. University of Sao Paulo, Department of Obstetrics and Gynecology, Medical School of Ribeirao Preto, Ribeirao Preto, Sao Paulo, Brazil
    Search for more papers by this author
  • Nick Raine-Fenning,

    1. University of Nottingham, Division of Obstetrics and Gynaecology, School of Clinical Sciences, Nottingham, UK
    Search for more papers by this author
  • Carolina O Nastri,

    1. University of Sao Paulo, Department of Obstetrics and Gynecology, Medical School of Ribeirao Preto, Ribeirao Preto, Sao Paulo, Brazil
    Search for more papers by this author
  • Wellington P Martins

    Corresponding author
    1. University of Sao Paulo, Department of Obstetrics and Gynecology, Medical School of Ribeirao Preto, Ribeirao Preto, Sao Paulo, Brazil
    • Wellington P Martins, Department of Obstetrics and Gynecology, Medical School of Ribeirao Preto, University of Sao Paulo, Hospital das Clínicas da FMRP-USP, 8 andar, Campus Universitário, Campus Universitario da USP, Ribeirao Preto, Sao Paulo, 14048-900, Brazil. wpmartins@gmail.com.

    Search for more papers by this author

Abstract

Background

Subfertility is a condition found in up to 15% of couples of reproductive age. Gamete micromanipulation, such as intracytoplasmic sperm injection (ICSI), is very useful for treating couples with compromised sperm parameters. Recently a new method of sperm selection named 'motile sperm organelle morphology examination' (MSOME) has been described and the spermatozoa selected under high magnification (over 6000x) used for ICSI. This new technique, named intracytoplasmic morphologically selected sperm injection (IMSI), has a theoretical potential to improve reproductive outcomes among couples undergoing assisted reproduction techniques (ART).

Objectives

To compare the effectiveness and safety of IMSI and ICSI in couples undergoing ART.

Search methods

We searched for randomised controlled trials (RCT) in electronic databases (Cochrane Menstrual Disorders and Subfertility Group Specialized Register, the Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL), MEDLINE, EMBASE, PsycINFO, CINAHL, LILACS), trials registers (ClinicalTrials.gov, Current Controlled Trials, World Health Organization International Clinical Trials Registry Platform), conference abstracts (ISI Web of knowledge), and grey literature (OpenGrey); in addition, we handsearched the reference lists of included studies and similar reviews. We performed the last electronic search on 8 May 2013.

Selection criteria

We considered only truly randomised controlled trials comparing ICSI and IMSI to be eligible; we did not include quasi or pseudo-randomised trials. We included studies that permitted the inclusion of the same participant more than once (cross-over or 'per cycle' trials) only if data regarding the first treatment of each participant were available.

Data collection and analysis

Two review authors independently performed study selection, data extraction, and assessment of the risk of bias and we solved disagreements by consulting a third review author. We corresponded with study investigators in order to resolve any queries, as required.

Main results

The search retrieved 294 records; from those, nine parallel design studies were included, comprising 2014 couples (IMSI = 1002; ICSI = 1012). Live birth was evaluated by only one trial and there was no significant evidence of a difference between IMSI and ICSI (risk ratio (RR) 1.14, 95% confidence interval (CI) 0.79 to 1.64, 1 RCT, 168 women, I2 = not applicable, low-quality evidence). IMSI was associated with a significant improvement in clinical pregnancy rate (RR 1.29, 95% CI 1.07 to 1.56, 9 RCTs, 2014 women, I2 = 57%, very-low-quality evidence). We downgraded the quality of this evidence because of imprecision, inconsistency, and strong indication of publication bias. We found no significant difference in miscarriage rate between IMSI and ICSI (RR 0.82, 95% CI 0.59 to 1.14, 6 RCTs, 552 clinical pregnancies, I2 = 17%, very-low-quality evidence). None of the included studies reported congenital abnormalities.

Authors' conclusions

Results from RCTs do not support the clinical use of IMSI. There is no evidence of effect on live birth or miscarriage and the evidence that IMSI improves clinical pregnancy is of very low quality. There is no indication that IMSI increases congenital abnormalities. Further trials are necessary to improve the evidence quality before recommending IMSI in clinical practice.

Résumé scientifique

Sélection normale de spermatozoïdes pour l'injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI) par rapport à l'injection intracytoplasmique de spermatozoïdes choisis selon la morphologie (IMSI) par agrandissement ultra-grand pour la procréation assistée

Contexte

L'hypofertilité est un trouble qui touche les couples en âge de procréer dans une proportion atteignant 15 %. La micromanipulation des gamètes, comme l'injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI), est très utile pour le traitement des couples dont les paramètres spermatiques sont affaiblis. Récemment, une nouvelle méthode de sélection des spermatozoïdes appelée 'examen morphologique des organites des spermatozoïdes motiles' (MSOME, motile sperm organelle morphology examination) a été décrite ainsi que les spermatozoïdes choisis par agrandissement ultra-grand (plus de 6000 fois) utilisés pour l'injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI). Cette nouvelle technique, appelée injection intracytoplasmique de spermatozoïdes choisis selon la morphologie (IMSI), offre théoriquement le potentiel d'améliorer les critères de jugement pour la procréation chez les couples bénéficiant de techniques de procréation assistée (TPA).

Objectifs

Comparer l'efficacité et l'innocuité de la procédure IMSI et de la procédure ICSI chez les couples bénéficiant d'une TPA.

Stratégie de recherche documentaire

Nous avons recherché des essais contrôlés randomisés (ECR) dans les bases de données électroniques (le registre spécialisé du groupe Cochrane sur les troubles menstruels et de la fertilité, le registre Cochrane des essais contrôlés (CENTRAL), MEDLINE, EMBASE, PsycINFO, CINAHL, LILACS), les registres d'essais (ClinicalTrials.gov, Current Controlled Trials, le système d'enregistrement international des essais cliniques de l'Organisation Mondiale de la Santé), les actes de conférences (ISI Web of knowledge), et la littérature grise (OpenGrey) ; en outre, nous avons effectué des recherches manuelles dans les références bibliographiques des études incluses et des revues similaires. Nous avons consulté les bases de données électroniques pour la dernière fois le 8 mai 2013.

Critères de sélection

Nous avons considéré que seuls les véritables essais contrôlés randomisés comparant la procédure ICSI et la procédure IMSI étaient éligibles ; nous n'avons pas inclus d'essais quasi- ou pseudo-randomisés. Nous avons inclus les études qui ont permis l'inclusion du même participant plus d'une fois (essais croisés ou 'par cycle') uniquement si les données relatives au premier traitement de chaque participant étaient disponibles.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs de la revue ont indépendamment sélectionné les études, extrait les données et évalué les risques de biais, et ont résolu tous les désaccords par la discussion avec un troisième auteur de la revue. Nous avons correspondu avec les chercheurs des études afin d'éliminer le moindre doute, en cas de besoin.

Résultats principaux

La recherche a permis de trouver 294 dossiers ; parmi ces derniers neuf études ayant un schéma parallèle ont été incluses, totalisant 2 014 couples (IMSI = 1002 ; ICSI = 1012). La naissance vivante a été évaluée dans un seul essai qui ne fournissait aucune preuve significative d'une différence entre la procédure IMSI et la procédure ICSI (risque relatif (RR) 1,14, intervalle de confiance (IC) à 95 % 0,79 à 1,64, 1 ECR, 168 femmes, I2 = non applicable, preuves de faible qualité). La procédure IMSI a été associée à une amélioration significative du taux de grossesses cliniques (RR 1,29, IC à 95 % 1,07 à 1,56, 9 ECR, 2 014 femmes, I2 = 57 %, preuves de très faible qualité). Nous avons rabaissé la qualité de ces preuves en raison de l'imprécision, de l'incohérence et de l'indication forte de biais de publication. Nous n'avons trouvé aucune différence significative au niveau du taux de fausses couches entre la procédure IMSI et la procédure ICSI (RR 0,82, IC à 95 % 0,59 à 1,14, 6 ECR, 552 grossesses cliniques, I2 = 17 %, preuves de très faible qualité). Aucune des études incluses n'a signalé des anomalies congénitales.

Conclusions des auteurs

Les résultats obtenus dans les ECR ne corroborent pas l'utilisation clinique de la procédure IMSI. Il n'existe aucune preuve de l'effet sur les naissances vivantes ou les fausses couches et les preuves indiquant que la procédure IMSI améliore les grossesses cliniques sont de très faible qualité. Il n'y a aucune indication que la procédure IMSI augmente les anomalies congénitales. D'autres essais sont nécessaires pour améliorer la qualité des preuves pour recommander la procédure IMSI dans la pratique clinique.

Plain language summary

Regular (ICSI) versus ultra-high magnification (IMSI) sperm selection for assisted reproduction

Background: sperm micromanipulation, such as intracytoplasmic sperm injection (ICSI), is very useful for treating couples in which the male partner has a reduced sperm concentration or motility, or both. Recently, a new method of sperm selection named 'motile sperm organelle morphology examination' (MSOME) has been described, which analyses sperm under ultra-high powered (6000x) magnification. Initial studies have shown that intracytoplasmic morphologically selected sperm injection (IMSI), using spermatozoa selected under high magnification, is associated with higher pregnancy rates in couples with repeated implantation failures.

Search date: we searched the medical literature in May 2013 for studies that evaluated the effectiveness and safety of using ultra-high magnification (over 6000x) for sperm selection prior to ICSI, compared with the use of a conventional ICSI procedure, with a 200-400x magnification.

Study characteristics: we found nine randomised controlled trials, evaluating 2014 couples, that had compared regular ICSI with IMSI for assisted reproduction. These studies were funded by fertility centres and universities.

Key results and quality of the evidence: for live birth, there was low-quality evidence compatible with either benefit or harm: for women with a 38% chance of achieving live birth using regular ICSI, the chance of achieving live birth using ultra-high magnification (IMSI) would be between 30% and 63%. For clinical pregnancy, there was very-low-quality evidence compatible with benefit: for women with a 33% chance of achieving pregnancy using regular ICSI, the chance of achieving pregnancy using IMSI would be between 36% and 52%; the quality of this evidence was downgraded because of imprecision, inconsistency of the observed effect across studies, and high risk of publication bias. For miscarriage, there was very-low-quality evidence compatible with either benefit or harm: for pregnant women with an 22% risk of miscarriage using regular ICSI, the risk using IMSI would be between 13% and 25%. There was no evidence concerning congenital abnormalities. We concluded that the current evidence does not support using IMSI: there is no evidence of benefit for live birth and miscarriage, we are very uncertain of the beneficial effect of IMSI in clinical pregnancy, and there is no evidence of the effect of this intervention on congenital abnormalities. More studies to improve the evidence quality are necessary before recommending IMSI in clinical practice.

Résumé simplifié

Sélection normale de spermatozoïdes pour l'injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI) par rapport à l'injection intracytoplasmique de spermatozoïdes choisis selon la morphologie (IMSI) par agrandissement ultra-grand pour la procréation assistée

Contexte : La micromanipulation de spermatozoïdes, comme l'injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI), est très utile pour le traitement des couples chez qui le partenaire masculin présente une baisse de la concentration ou motilité des spermatozoïdes, ou les deux. Récemment, une nouvelle méthode de sélection des spermatozoïdes appelée 'examen morphologique des organites des spermatozoïdes motiles' (MSOME, motile sperm organelle morphology examination) a été décrite, laquelle analyse le sperme par agrandissement à une puissance ultra-grande (6000 fois). Les études initiales ont montré que l'injection intracytoplasmique de spermatozoïdes choisis selon la morphologie (IMSI), en utilisant les spermatozoïdes choisis par agrandissement ultra-grand, est associée à des taux de grossesse plus élevés chez les couples ayant subi des échecs successifs d'implantation.

Date de la recherche : nous avons effectué une recherche dans la littérature médicale en mai 2013 pour trouver des études ayant évalué l'efficacité et l'innocuité de l'utilisation de l'agrandissement ultra-grand (plus de 6000 fois) pour la sélection des spermatozoïdes avant la procédure ICSI, comparée à l'utilisation d'une procédure ICSI conventionnelle, avec un agrandissement de 200 à 400 fois.

Caractéristiques des études : nous avons trouvé neuf essais contrôlés randomisés, ayant évalué 2 014 couples, qui avaient comparé une procédure ICSI conventionnelle à la technique IMSI pour la procréation assistée. Ces études ont été financées par des services de consultation externe de fertilité et des universités.

Principaux résultats et qualité des preuves : pour la naissance vivante, il y avait des preuves de faible qualité compatibles soit avec des bénéfices soit avec des risques : pour les femmes ayant 38 % de chances d'obtenir une naissance vivante en utilisant une injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI) conventionnelle, les chances d'obtenir une naissance vivante avec une injection intracytoplasmique de spermatozoïdes choisis selon la morphologie par agrandissement ultra-grand (IMSI) seraient comprises entre 30 % et 63 %. Pour les grossesses cliniques, il y avait des preuves de très faible qualité compatibles avec des bénéfices : pour les femmes ayant 33 % de chances d'obtenir une grossesse en utilisant une injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI) conventionnelle, les chances d'obtenir une grossesse avec une injection intracytoplasmique de spermatozoïdes choisis selon la morphologie (IMSI) seraient comprises entre 36 % et 52 % ; la qualité de ces preuves a été rabaissée en raison de l'imprécision, de l'incohérence de l'effet observé entre les études, et du risque élevé de biais de publication. Pour les fausses couches, il y avait des preuves de très faible qualité compatibles soit avec des bénéfices soit avec des risques : pour les femmes enceintes présentant un risque de 22 % de fausses couches en utilisant une ICSI conventionnelle, le risque avec la procédure IMSI serait compris entre 13 % et 25 %. Il n'existait aucune preuve concernant les anomalies congénitales. Nous en avons conclu que les preuves actuelles ne corroborent pas l'utilisation de la procédure IMSI : il n'y a aucune preuve en faveur des bénéfices pour les naissances vivantes et les fausses couches ; nous ne pouvons donc pas soutenir avec certitude l'effet bénéfique de la procédure IMSI dans les grossesses cliniques, et il n'existe aucune preuve de l'effet de cette intervention sur les anomalies congénitales. D'autres études sont nécessaires pour améliorer la qualité des preuves pour recommander la procédure IMSI dans la pratique clinique.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 4th September, 2013
Traduction financée par: Pour la France : Minist�re de la Sant�. Pour le Canada : Instituts de recherche en sant� du Canada, minist�re de la Sant� du Qu�bec, Fonds de recherche de Qu�bec-Sant� et Institut national d'excellence en sant� et en services sociaux.

Ancillary