a literature review

Diploma thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2020

Diplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2020

The intention to obtain increasingly detailed information about a sperm sample led to the development of various computer-assisted sperm analysis (CASA) methods, being differently suitable for a variety of species. In mice, the hook-shaped acrosome at the sperm head represents a characteristic and a challenge primarily for the morphologic analysis, which has not yet been completely overcome. So far, a lot of knowledge has been gained by technical progress and a vast number of experiments which were conducted in mice and led to a more profound knowledge in a sperm cell’s physiology and lifespan. If influencing methodological factors are considered and minimised, it is possible to make predictions about fertility, to study the influence of mutations and of toxic substances on sperm quality. In order to achieve the greatest possible gain of knowledge from an experiment, it is important to provide precise data and metadata (e.g. analysis conditions and setup parameters). The choice of CASA device as well as method of sperm collection depends on the intended purpose (e.g. cryopreservation, genetic analysis or IVF), the expertise and facilities of the research team. Although much more detailed results can be obtained by an evaluation based on subclasses within the sperm population, it is still important to carry out quality controls even with this objective measuring method in order to guarantee precision and accuracy and to contribute to the continuous development and gain of knowledge in science. To this end, it is important to state reasons for decisions and to provide itemised information about the data obtained, since the best possible comparison can only be achieved by taking all factors into account.

Die Absicht, immer detailliertere Informationen über eine Spermienprobe zu erhalten, führte zur Entwicklung verschiedener Methoden der computergestützten Spermienanalyse, welche für unterschiedliche Spezies verschieden gut geeignet sind. Bei Mäusen stellt das hakenförmige Akrosom am Kopf des Spermiums ein Charakteristikum und eine Herausforderung v.a. bei der morphologischen Analyse dar, die noch nicht vollständig bewältigt ist. Durch den technischen Fortschritt und eine Vielzahl von Experimenten an Mäusen konnte bereits umfassendes Wissen über die Physiologie und Lebensdauer von Spermien gewonnen werden. Das Berücksichtigen und Minimieren aller methodischer Einflussfaktoren ermöglicht es, Vorhersagen über die Fruchtbarkeit einer Spermienprobe zu treffen und z.B. den Einfluss von Mutationen und toxischen Substanzen auf die Spermaqualität zu untersuchen. Um den größtmöglichen Erkenntnisgewinn aus einem Experiment zu erzielen, ist es wichtig, detaillierte Daten und Metadaten (z.B. Analysebedingungen und Set-up- Parameter) zu liefern. Die Wahl des CASA-Gerätes sowie der Methode der Samengewinnung hängen vom Verwendungszweck (z.B. Kryokonservierung, genetische Analyse oder IVF), dem Fachwissen und der Ausstattung des Forschungsteams ab. Obwohl durch eine Auswertung auf Basis von Unterklassen innerhalb der Spermienpopulation wesentlich genauere Ergebnisse erzielt werden können, ist es auch bei dieser objektiven Messmethode wichtig, Qualitätskontrollen durchzuführen, um Präzision und Genauigkeit zu gewährleisten und zur kontinuierlichen Weiterentwicklung und zum zusätzlichen Erkenntnisgewinn der Wissenschaft beizutragen. Dazu ist es notwendig, Entscheidungen zu begründen und umfassende Informationen über die gewonnenen Daten zu liefern, da nur unter Berücksichtigung aller Faktoren ein bestmöglicher Vergleich erzielt werden kann.

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