Фрагментация ДНК сперматозоидов

Фрагментация ДНК сперматозоидов (TUNEL-тест)

Климов Юрий Викторович

Под фрагментацией ДНК сперматозоидов следует понимать нарушение целостности их цепочек. Чем сильнее повреждения, тем хуже качество генетического материала, следовательно, низкая вероятность наступления оплодотворения.

Если повреждения несущественны, яйцеклетка в состоянии устранить их самостоятельно. Это зависит от характера фрагментации, количества поврежденных участков, качества самой яйцеклетки (обычно ее определяет возраст и состояние репродуктивного здоровья женщины).

Причины

Причины нарушения ДНК бывают двух типов: внешние и внутренние. Внутренние это:

  • Сбой механизма отбраковки. У здоровых мужчин непригодные к оплодотворению сперматозоиды, вырабатываемые семенниками (тестикулами), устраняются. Но если функционирование механизма нарушено, они попадают в сперму, снижая ее качество и способность к зачатию.
  • Нарушение процесса вызревания. Созревают сперматозоиды в придатках яичек, в ходе вызревания происходит конденсация хроматина ядра клеток, отвечающая за активность сперматозоидов. Если процесс протекает с отклонениями, это становится причиной фрагментации их ДНК.
  • Прохождение лечения химио- и рентгенотерапией.
  • Повышенная температура тела.
  • Варикоз сосудов семенного канатика.
  • Высокотемпературные воздействия.
  • Наличие хронических заболеваний, воспалений, инфекций.
  • Оксидативный стресс при переходе через эпидидимий. Повреждения вызывают свободные радикалы, либо сперматозоиды выходят невызревшими.

Также нарушение цепочки ДНК вызывают токсины, прием антибиотиков, заболевания мочеполовой системы, вредные привычки.

Показания к анализу

Чтобы выявить разрыв ДНК-цепочки сперматозоидов, проводится специальный тест. Спермограмма в данном случае неинформативна. Она показывает только концентрацию сперматозоидов в эякуляте, их активность. Тест на фрагментацию показан:

  • при мужском бесплодии, если отсутствуют другие провоцирующие его факторы;
  • если попытки искусственного оплодотворения не дали результата;
  • повторяющиеся выкидыши;
  • если эмбрион плохого качества;
  • мужчинам в возрасте от 45 лет;
  • после криохранения образца спермы перед ЭКО (экстракорпоральным оплодотворением);
  • при варикозе сосудов семенного канатика;
  • если в течение трех месяцев имела место повышенная температура тела.

Также процедуру должны пройти мужчины, работающие в условиях повышенной вредности.

Как проводится анализ

Для проверки целостности ДНК спермы проводится tunel-тест, предполагающий микроскопическое исследование сперматозоидов. Образец спермы пациент должен собрать в специальный стерильный контейнер с крышкой. Важно! Презерватив не подходит для этой цели, так как компоненты, входящие в его состав, могут оказать негативное влияние на подвижность сперматозоидов. Также при транспортировке емкости с генетическим материалом необходимо соблюдать температурный режим, составляющий диапазон температур в пределах +27 до +37 градусов Цельсия.

Чтобы получить точный результат, анализ должен быть проведен в течение часа с момента забора образца. Для этого лаборант добавляет в эякулят реактив. Он, вступая в реакцию с семенной жидкостью, заполняет разрывы ДНК флуоресцирующим нуклеотидом, делая видимыми фрагментированные сперматозоиды. Лаборант проводит их подсчет, который указывается в процентах.

Для получения полной картины параллельно проводится электронно-микроскопическое исследование и спермограмма.

Подготовка к TUNEL-тесту

Чтобы тест был максимально точным, перед сдачей образца необходимо в течение 2-7 дней: воздержаться от половых контактов, приема лекарственных препаратов, посещения бань. Важно соблюдать режим питания, избегать употребления алкоголя, не курить. Перед забором спермы нужно освободить мочевик.

При повторных проведениях анализа рекомендуется соблюдать последовательность и длительность подготовительных мероприятий, так как это может повлиять на результат.

Расшифровка

После анализа выдается результат с индексом теста и снимок, на котором зафиксированы фрагментированные сперматозоиды. Индекс – это соотношение между поврежденным и здоровым, способным к оплодотворению, генетическим материалом. В норме показатель не должен быть выше 15%. Это говорит о том, что спермиев с разрушенной цепочкой ДНК меньше, чем здоровых, поэтому репродуктивное здоровье мужчины в порядке и существует высокая вероятность естественного зачатия.

Читайте также:  Восстановление зрения после операции на катаракте Клиника; Зрение

При индексе выше 15%, но ниже 30% сохраняется возможность оплодотворения яйцеклетки естественным способом, но для этого может потребоваться много времени.

Если количество поврежденных сперматозоидов в эякуляте составляет 30-50%, специалисты считают, что наступление беременности естественным путем маловероятно, поэтому рекомендуют ЭКО (экстракорпоральное оплодотворение), внутриматочную инсеминацию (репродуктивная методика, предполагающая введение здоровых, полученных и отобранных заранее сперматозоидов в цервикальный канал) или ИКСИ. Так, при показателе индекса более 30%, врачи-репродуктологи рекомендуют проводить ЭКО. Если фрагментированный генетический материал составляет 50% и выше, экстракорпоральное оплодотворение малоэффективно. Целесообразно применять интрацитоплазматическую инъекцию сперматозоидов (ИКСИ). При индексе 60% и больше, шансы на успешное оплодотворение минимальны. Проводится ИКСИ, либо берется донорская сперма.

Лечение

Еще недавно отсутствовала возможность выявить поврежденные сперматозоиды, не говоря о том, чтобы это лечить. Сегодня эта проблема поддается лечению. Внедрение инновационных медицинских методик позволяет успешно восстанавливать фрагментированную ДНК сперматозоидов.

Для этого следует устранить или ограничить воздействие факторов, провоцирующих мужское бесплодие: лишний вес, вредные привычки (курение, алкоголь), воздействие токсических, химических веществ (работа на вредных производствах). Второй этап – комплексная диагностика, устранение различных воспалительных процессов в организме, в том числе заболеваний репродуктивной системы мужчины. Параллельно проводится лечение антибактериальными, противовоспалительными медпрепаратами (при необходимости). Обязательно назначаются витаминные комплексы, антиоксиданты, позволяющие восстановить мужское здоровье и способствующие формированию здоровых сперматозоидов.

Длительность лечения может составлять 3-6 месяцев. Иногда может понадобиться больше. Если терапия оказалась малоэффективной, и количество здоровых сперматозоидов не превышает 20-30%, врачи предлагают паре услугу ИКСИ. Так, из эякулята репродуктологи искусственным путем отбирают здоровый, способный к оплодотворению, генетический материал. Затем его подсаживают в яйцеклетку женщины.

В случае большого количества спермиев с фрагментированным ДНК, также проводиться операция по извлечению их непосредственно из яичек. Это обусловлено тем фактом, что во время эякуляции повышается процент поврежденных клеток.

Ответы на популярные вопросы

Влияет ли прием лекарств на анализ на фрагментацию ДНК?
На фрагментацию ДНК влияет прием некоторых лекарственных средств и химиопрепаратов.

Как улучшить фрагментацию ДНК?
Сначала необходимо разобраться в возможных причинах фрагментации и затем убрать ее причину, если это возможно.

Вспомогательные технологии при проведении ЭКО (фрагментация сперматозоидов)

Фрагментация ДНК сперматозоида, как понятно из самого названия, — это разрывы молекулы ДНК сперматозоида. Чем больше таких повреждений, тем ниже степень целостности генетического материала и меньше шансов наступления беременности. Оценить процент сперматозоидов с фрагментацией ДНК можно с помощью методов: TUNEL и Halosperm.

Этот анализ рекомендуется в следующих случаях:

1) Идиопатическое бесплодие (по неустановленной причине).

2) После неоднократных неудачных попыток искусственного оплодотворения.

3) В случае выявления в ходе программы ЭКО эмбриона низкого качества.

4) У супругов пациенток с неоднократными случаями невынашивания беременности.

5) При постановке диагноза — варикозное расширение вен семенного канатика.

6) Возраст мужчины — старше 35 лет.

НВА-ТЕСТ — анализ оценки зрелости сперматозоидов в эякуляте

При естественном оплодотворении, зрелые сперматозоиды связываются с гиалуронатом – основным компонентом кумулюса (комплекса, окружающего яйцеклетку). Незрелые сперматозоиды не способны к такому связыванию. HBA-тест, который можно проводить параллельно со спермограммой, позволяет определить количество сперматозоидов, которые способны к взаимодействию спермия с яйцеклеткой и ее оплодотворению. Тест базируется на использовании гиалуроновой кислоты, которая является главным компонентом кумулюсного комплекса. При проведении анализа подсчитывается процент клеток, связавшихся с гиалуронатом. Тест базируется на использовании гиалуроновой кислоты, которая является главным компонентом кумулюсного комплекса. При проведении анализа подсчитывается процент клеток, связавшихся с гиалуронатом.

Назначается в следующих случаях:

1. В качестве стандартного анализа характеристик эякулята при оценке мужского фактора бесплодия.

2. Анализ для выбора оптимальной процедуры в рамках лечения бесплодия с помощью вспомогательных репродуктивных технологий. Проведение НВА-теста перед внутриматочной инсеминацией и циклом IVF позволяет избежать неудачных попыток в процессе лечения бесплодия.

Читайте также:  Лучшее средство от прыщей на лице – самое, эффективное, отзывы

Что такое фрагментация ДНК в сперматозоидах, какой анализ ее выявляет и как вылечиться

Фрагментация ДНК сперматозоидов – дефект содержащегося в ядре мужской половой клетки генетического материала. Это серьезная и сложно корректируемая патология. При большом количестве таких сперматозоидов мужская сперма теряет фертильность (способность к оплодотворению). Даже современные методы искусственного оплодотворения (ЭКО и ИКСИ) зачастую оказываются бессильны. Выявить фрагментацию ДНК можно при помощи специальных микробиологических исследований эякулята.

Общие сведения

Молекула ДНК, по сути, является генетической инструкцией. В ней закодирован путь развития и функционирования любого живого организма. В сперматозоиде ДНК упакованы в виде особого вещества – хроматина, которое находится в ядре (в средней части головки).

ДНК состоит из двух спирально свитых друг с другом нитей (полинуклеотидов), состоящих из звеньев (нуклеотидов). Фрагментация – это ломка нитей, выпадение отдельных звеньев, вследствие чего нарушается генокод. Подобные микроповреждения не всегда влияют на способность сперматозоида проникать в яйцеклетку, но за таким оплодотворением последует самопроизвольный аборт или патологии развития плода.

Сперматозоиды с фрагментацией ДНК могут повреждать яйцеклетку и при протоколе ЭКО. В результате она теряет функциональность, эмбрион не образуется, протокол оплодотворения оканчивается неудачно. Если уровень фрагментации ДНК невысок, то в некоторых случаях молодая и здоровая яйцеклетка может восстановить структуру цепочки.

Причины фрагментации

Механизмы, которые приводят к фрагментации нитей ДНК, до сих пор до конца не исследованы. Одной из наиболее вероятных версий считается окислительный стресс сперматозоидов − повреждение их мембран, белков и ДНК свободными радикалами (активный кислород – ROS, или АФК). Последние являются продуктом обменных процессов в клетках, естественным компонентом среды, в которой вызревают сперматозоиды, и семенной плазмы. В норме радикалы нейтрализуются веществами-антиоксидантами, но в ряде случаев (при воспалительном процессе, иммунных нарушениях) баланс нарушается, активных форм кислорода становится слишком много. Выявить наличие АФК можно при помощи ROS-теста.

Основные причины окислительного стресса, приводящего к фрагментации ДНК:

  • Хронические воспалительные процессы в органах малого таза: яичках, их придатках, простате, мочевом пузыре, даже в копчике (инфекция легко мигрирует с кровотоком, периодически активизируясь).
  • Варикоцеле – расширение вен мошонки, приводящее к застою крови и нарушению питания яичек.
  • Длительное воздержание (чем дольше сперматозоид находится в придатке яичка, тем выше вероятность его повреждения оксидантами).

  • Интоксикация (курение, алкоголь, пестициды, гербициды). Исследования (Mutat Res за 1996 г, № 351(2), стр. 199-203, Cancer Inst за 1997 г, № 89(3), стр. 238-244) выявили прямую зависимость между онкологическими заболеваниями у детей и курением их отцов (сперматозоиды которых подверглись окислительному повреждению ДНК).
  • Длительный прием медикаментов: препараты для лечения гипертонии, подагры, противосудорожные, метадон, некоторые антибиотики.
  • Аутоиммунные нарушения, при которых организм вырабатывает антитела против собственных половых клеток.
  • Злоупотребление кофе (более 300 г в день). Кофеин способен провоцировать повреждения ДНК и препятствовать восстановлению нитей.

У 40% мужчин с бесплодием выявляется повышенный уровень активных форм кислорода (Androl за 2012, №33(6), Fertil. Steril за 1995 № 64(4)), поэтому определение их уровня является важным этапом диагностики.

Диагностика

Оценку фрагментации ДНК спермограмма не дает. С помощью этого анализа невозможно определить качество генетического материала, который несет сперматозоид. Даже расширенная версия с морфологией по Крюгеру позволяет обнаружить лишь внешние патологии головки (сперматозоиды с поврежденной цепью ДНК внешне могут ничем не отличаться от нормальных). Согласно исследованиям (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1110569016300607)10% мужчин с совершенно нормальной спермограммой не могут иметь детей именно из-за фрагментации ДНК, но им диагностируют идиопатическое (без видимых причин) бесплодие.

Тест на ДНК-фрагментацию позволяет парам выявить причину бесплодия и самопроизвольных абортов на ранних сроках. Анализ сперматозоидов на ДНК-фрагментацию перед ЭКО необходим для определения следующих параметров:

  1. Частота оплодотворения яйцеклетки.
  2. Качество предимплантационного развития эмбрионов.
  3. Вероятность развития врожденных пороков плода и выкидышей на ранних сроках.
Читайте также:  Желудочковая экстрасистолия симптомы, причины, диагностика и лечение желудочковой экстрасистолии

В зависимости от результатов определяют целесообразность применения того или иного метода ЭКО.

Частота наступления беременности для пациентов с разной степенью фрагментации ДНК

Тест на ДНК-фрагментацию особенно актуален для мужчин, которые решили завести ребенка в позднем возрасте. После 45 лет риск окислительных повреждений сперматозоидов существенно увеличивается. В зоне повышенной опасности мужчины с артериальной гипертензией, сахарным диабетом, ожирением.

Типы тестов и расшифровка результатов

Исследование сперматозоида на наличие повреждений ДНК относится к области геномики и микробиологии. В андрологии и репродуктологии применяют следующие типы тестов:

  • TUNEL. Устаревший метод, который по-прежнему практикует большинство лабораторий. Для выявления пробелов в цепочке ДНК используется светооптический эффект. Отдельные нуклеотиды маркируются и помещаются в образец спермы. Там они находят сперматозоиды с поврежденными сегментами цепочек и встраиваются в них. Половые клетки с вклинившимися в ДНК нуклеотидами будут светиться, лаборантам остается вычислить их процент в общей массе. Результат будет готов через 2 недели (в некоторых лабораториях срок продлевается до трех).
  • HALO (HALOSPERM-тест, SCD). В отличие от предыдущего метода подсвечиваются не битые, а целые ДНК. Сперму смешивают с реактивом, в результате чего вокруг нормальных сперматозоидов образуется хорошо заметный ореол (на фото ниже). Метод считается наиболее чувствительным. Результат будет готов через 1-3 дня.
  • SCSA. Сперматозоиды просвечивают лазерным лучом, под воздействием которого они окрашиваются в зависимости от степени повреждений ДНК: зеленый – норма, желтый – несущественные повреждения, красный – серьезные дефекты. Референсное (среднее для здорового мужчины) значение – 20% (меньше – норма, больше – высокий уровень фрагментации).

Анализ ДНК методом HALO

Тест проводится только совместно со спермограммой. Некоторые лаборатории позволяют предоставить предыдущий результат анализа, выполненного не более двух дней назад. Подготовка к сдаче теста на фрагментацию такая же, как и перед обычной спермограммой.

Цены в популярных медучреждениях (по умолчанию указана стоимость методом TUNEL без учета цены спермограммы):

  • «ДНКом»: 8340 руб.;
  • «Инвитро»: 8620 руб.;
  • «Сперматест»: 6900 руб. за HALO, 7900 руб. за TUNEL.

По завершении исследования формируется протокол, где указывается индекс фрагментации – процентное соотношение между здоровыми и дефектными сперматозоидами (DNA Fragmentation Index (DFI)). Пример заключения и референсные значения:

Заключение теста ДНК-фрагментации, выполненного методом TUNEL

Интерпретация результатов исследования, выполненного методом HALO:

  1. 50%: потребуется отбор и искусственное введение сперматозоида в яйцеклетку (ИКСИ).
  2. > 60%: вероятность успешного протокола ИКСИ крайне низка, рекомендуется донорская сперма.

Для определения причин фрагментации назначают УЗИ органов малого таза, исследования спермы, простатического сока, крови и мочи на наличие инфекций.

Лечение фрагментации ДНК сперматозоидов

Методы лечения зависят от выявленной причины. Если БАК-посев или микроскопическое исследование показали наличие инфекции, то назначают курс антибиотиков. Варикоцеле, нарушение проходимости уретры, крипторхизм лечат путем хирургического вмешательства.

Уровень фрагментации ДНК можно снизить при помощи антиоксидантной терапии (Cochrane Database Syst Rev (сборник баз данных по медицине, «библиотека Кокрейна») 2011 г № 1, CD007411). В центре вспомогательных репродуктивных технологий было выполнено пилотное исследование, в ходе которого было проанализировано 32 неудачных протокола ЭКО + ИКСИ (Источник: «Экспериментальная и клиническая урология», № 3 за 2017 г, стр. 70-76). У мужчин диагностирована низкая фертильность спермы: олигоастенотератозоспермия (малоподвижные сперматозоиды с нарушенным строением) при высоком уровне фрагментации ДНК (более 30%). Средние значения фрагментации и АФК были 38% и 4,6 соответственно.

Пациентам была предложена антиоксидантная терапия, включающая ежедневный прием следующих препаратов:

  • Селен (100 мг);
  • L-карнитин (3000 мг);
  • Витамины группы Е (токоферолы и токотриенолы в количестве 400 МЕ).
  • Витамин С (1000 мг).
Ссылка на основную публикацию
Фототерапия новорожденных — ГБУЗ ЯНАО
Новорожденную девочку погубила лампа? Страшное происшествие в Рязани: в смерти младенца обвиняют медсестру К рождению долгожданной внучки бабушка Лена кропотливо...
Фолиевая кислота и фолаты — в чём разница — ЗДОРОВЬЕ и ИНТЕЛЛЕКТ на Hashtap
Чем метафолин от компании Solgar лучше обычной фолиевой кислоты? Описание добавок разной концентрации: 400 и 800 микрограмм на одну таблетку....
Фолликулярная киста яичника — 10 причин, симптомы, лечение, профилактика
Киста яичника Киста яичника – это опухолевидное образование доброкачественного характера, в подавляющем большинстве случаев возникающее у женщин репродуктивного возраста. Она...
Фотоэпиляция у метро Таганская, Москва — 5 мест �� (адреса, отзывы) HipDir
Эпиляция на Таганской Современный человек тщательно следит за состоянием своей кожи. Существенно нарушить ее эстетический вид может нежелательная растительность на...
Adblock detector