Генетический состав сперматозоидов мужчины передается следующему поколению путем оплодотворения и, следовательно, является определяющим для нормального развития эмбриона. Высокий процент фрагментации ДНК в сперматозоидах мужчины может cтать причиной мужской субфертильности, которая не может быть выявлена с помощью известных до сих вор обычных исследований, таких, как спермограмма.
Обширные исследования в последние годы доказали, что, независимо от метода искусственного воспроизводства, которым пользуется пара с целью рождения ребенка, высокий процент фрагментации ДНК в сперме супруга в значительной степени уменьшает вероятность успешной беременности.
Что такое фрагментация ДНК в мужских сперматозоидах?
Генетический материал (ДНК) находится внутри сперматозоидов и яйцеклеток и отвечает за передачу генетических характеристик родителей следующему поколению. ДНК имеет форму двойной спирали, которая обретает устойчивость с помощью химических связей. Если эти связи нарушаются, то спираль становится неустойчивой. Эта неустойчивость в ДНК сперматозоидов называется фрагментацией и не представлена в обычной спермограмме. Поэтому высокий уровень фрагментации ДНК в сперме:
• часто выявляется в сперме мужчин с нормальной спермограммой
• значительно выше у субфертильных мужчин по сравнению с фертильными
• выше у мужчин с плохими параметрами (подвижность, концентрация, морфология) спермограммы, хотя это не всегда отражено
Кроме того,
• Она не связана с процентом оплодотворения при экстрокорпоральном оплодотворении или с развитием эмбрионов в течение первых двух дней деления (дробление) в лаборатории
• Она связана с развитием эмбрионов после проявления отцовского генома, что осуществляется близко к стадии бластоцисты
• Она связана с быстрыми выкидышами в течение первых трех месяцев беременности, биохимическими беременностями и неудачными имплантациями после применения любого метода оплодотворения (IUI, IVF ή ICSI) при искусственном воспроизводстве.
Что является причиной фрагментации ДНК сперматозоидов
Фрагментация ДНК сперматозоидов обычно бывает вызвана эндогенными факторами – окислительным стрессом и нарушениями, которые возникают в процессе апоптоза спермы. Апоптоз – это естественный биологический процесс удаления «состарившихся» сперматозоидов в сперме всех мужчин. Высокий процент фрагментации ДНК в сперматозоидах может быть вызван также такими факторами, как:
• история химиотерапии/лучевой терапии
• воспаление, наличие высокой температуры
• плохое питание (богатое жирами)
• прием лекарств и наркотических веществ
• повышенная температура яичек
• курение
• воздействие факторов окружающей среды и токсических веществ
• возраст мужчины (>50)
• варикоцеле
Кто может воспользоваться вышеуказанным генетическим исследованием?
Пары:
• с множественными неудачными попытками экстракорпорального оплодотворения с помощью обычного цикла IVF или цикла микрооплодотворения
• с предыдущими биохимическими беременностями
• в возрасте
• с историей варикоцеле
• подвергшиеся воздействию факторов окружающей среды и токсических веществ
Преимущества исследования процента фрагментации ДНК в сперматозоидах
Генетическое исследование фрагментации ДНК в сперматозоидах является надежным методом, который может быть использован в качестве
• фактора прогнозирования в том, что касается исхода попытки экстракорпорального оплодотворения в отношении наступления беременности.
• выявления мужчин с плохим прогнозом в отношении наступления беременности.
Должен ли высокий процент фрагментированной ДНК в сперматозоидах предостерегать пару от попыток беременности с помощью любого из методов искусственного воспроизводства?
Естественные беременности наступают даже у пар, где у супруга имеется высокий процент фрагментации ДНК в сперматозоидах, но с уменьшенной вероятностью, поскольку количество сперматозоидов, не являющихся носителями фрагментации, в этих случаях гораздо меньше. Это означает, что результаты вышеуказанного исследования не являются абсолютными и что они должны неизменно оцениваться вместе с историей болезни каждой пары по отдельности. Например, исследования показали, что яйцеклетка, которая происходит от молодой женщины (в возрасте <35) имеет возможность корректировать вплоть до 40% фрагментации ДНК в сперматозоидах.
Несмотря на все это, в отношении эмбрионов, получающихся из спермы с высоким процентом фрагментированной ДНК, имеется плохой прогноз в том, что касается имплантации с вероятностью мутаций и задержки в развитии эмбрионов вплоть до стадии бластоцисты и выкидыша.
Существует ли лечение?
Если фрагментация ДНК в сперматозоидах является результатом окислительного стресса, изменение образа жизни и питания в некоторых случаях может способствовать искоренению этого явления. Этому способствуют комплекс витаминов, обладающих антиоксидантным действием, и прием пищи (например, капусты, сухофруктов и орехов, красного вина), богатой антиоксидантами, так же, как и лечение воспалений. Поэтому после конкретного курса рекомендуется повторить исследование уровня фрагментации ДНК в сперматозоидах.
Исследования также показали, что в случаях, когда для спермы характерен высокий процент фрагментации ДНК, микрооплодотворение (ICSI) является более эффективным методом оплодотворения по сравнению с обычным методом (ΙVF), и ему следует отдавать предпочтение.
Как можно определить фрагментацию ДНК в сперматозоидах?
Имеется множество методов измерения процента фрагментации ДНК в сперматозоидах.
Метод, который используется в нашей лаборатории, опирается на измерение рассеяния кружка после дисперсии хроматина сперматозоидов (SCD-Sperm Chromatin Dispersion Test).
Образец подвергается химической обработке с целью дисперсии ДНК сперматозоидов и удаления их ядерных протеинов (Halosperm Kit), что ведет к возникновению кружка. За этим следует эвалюация примерно 500 сперматозоидов с помощью микроскопа, которые делятся на нормальные (у них имеется кружок вокруг головок) и ненормальные, которые являются носителями фрагментированной ДНК (у них маленький или совсем нет кружка) (картинка 2).
КАРТИНКА 2. а) Нормальный сперматозоид с нефрагментированной ДНК - вокруг его головки имеется кружок. Ненормальные сперматозоиды с фрагментированной ДНК – б) с небольшим кружком и в) отсутствием кружка вокруг головки.
О результатах сообщается в качестве DFI (DNA Fragmentation Index), то есть индекса сперматозоидов образца с (%) с фрагментированной ДНК.
Согласно международной библиографии, результаты делятся на три значительные категории в зависимости от индекса фрагментации DFI (%) в сперматозоидах, а именно:
DFI >30%: высокий процент сперматозоидов с фрагментированной ДНК, низкая вероятность оплодотворения
DFI 16-29%: невысокий процент сперматозоидов с фрагментированной ДНК, высокая вероятность оплодотворения
DFI <15%: низкий процент сперматозоидов с фрагментированной ДНК, низкая вероятность оплодотворения
Нормальным считается результат, при котором индекс фрагментации DFI (%), найденный в сперме, составляет ниже 30%.
Нормальные беременности наступают даже у пар, где у супруга наблюдается высокий процент фрагментации ДНК в сперматозоидах, с уменьшенной вероятностью беременности и повышенным риском выкидыша.
