Фрагментация днк cперматозоидов и привычные потери беременности агэ

Индекс фрагментации ДНК сперматозоидов – необходимость для современной клинической практики

Е.А. Епанчинцева 1, 2 , В.Г. Селятицкая 1 , В.А. Божедомов 3

  • 1 ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины»; Россия, 630117 Новосибирск, ул. Тимакова, 2;
  • 2 ООО «Новосибирский центр репродуктивной медицины» ГК «Мать и дитя»; Россия, 630037 Новосибирск, ул. Героев Революции, 3;
  • 3 ФГБОУ «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»; Россия, 119991 Москва, Ленинские горы, 1 Контакты: Елена Александровна Епанчинцева EpanE@yandex.ru

Введение

В современном мире наряду с увеличением продолжительности и качества жизни растет число бесплодных пар. По данным Европейской ассоциации урологов (European Association of Urology, EAU), у 15 % пар, стремящихся зачать ребенка, беременность не наступает в течение 1 года, что побуждает их обратиться за медицинской помощью [1]. Каждая 8-я пара сталкивается с трудностями при попытке зачать первого ребенка, каждая 6-я пара – при попытке зачать последующего [2]. По данным EAU за 2018 г., в структуре причин супружеского бесплодия доля мужского фактора составляет около 50 % [1]. Помимо ненаступления беременности, важная составляющая комплексной проблемы бесплодия – невынашивание беременности. Согласно данным регистра Российской ассоциации репродукции человека за 2016 г., в Российской Федерации заканчиваются родами на сроке 22 недели и более только 76,3 % беременностей, наступивших в результате применения вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ): экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) и интрацитоплазматической инъекции сперматозоида (intracytoplasmic sperm injection, ICSI), а частота родов в расчете на пункцию фолликулов составляет для ЭКО и ICSI соответственно 22,0 и 18,6 % [3].

По современным представлениям, именно фрагментация ДНК сперматозоидов (ФДС) является одной из главных причин прерывания беременности. В руководстве EAU по диагностике и лечению мужского бесплодия указано, что ФДС снижает шансы на зачатие естественным путем и повышает риск невынашивания беременности [1]. Согласно руководству по лечению привычного невынашивания беременности, разработанному Европейским обществом специалистов по репродукции и эмбриологии человека (European Society of Human Reproduction and Embryology), необходимо определять индекс ФДС в ходе обследования пары уже после 1 эпизода самопроизвольного прерывания беременности [4]. Ввиду высокой значимости ФДС в современной репродуктивной медицине лавинообразно увеличивается число публикаций, посвященных этой проблеме. Целью данного обзора стало изложение и краткий анализ ключевых вопросов этиологии, патогенеза и подходов к коррекции ФДС.

Распространенность, этиология и патогенез фрагментации ДНК сперматозоидов

Фрагментация ДНК – наиболее частое нарушение ультраструктуры сперматозоидов, представляющее собой одно- и двухцепочечные разрывы молекулы ДНК, которые обусловлены уменьшением содержания в хромосомах протаминов – специальных белков, защищающих молекулу ДНК от внешних повреждений. ФДС влияет на ранние этапы эмбрионального развития, особенно на формирование бластоцисты, снижая частоту наступления беременности в циклах ЭКО/ICSI [5–8].

По данным метаанализа, проведенного в 2018 г., в который были включены сведения о 2883 бесплодных (средний возраст 35,22 ± 4,31 года) и 1294 фертильных мужчинах (средний возраст 34,24 ± 3,03 года), у фертильных пациентов наблюдалось большее количество сперматозоидов, в том числе подвижных, а у бесплодных мужчин был значительно выше индекс ФДС (р

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.

Читайте также:  Какие препараты наиболее эффективны для лечения грибковой инфекции ногтей Cochrane

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.

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:

Читайте также:  Прививка от столбняка когда и сколько раз делают взрослым и детям

  • 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).

Диагностика сперматозоидов

Общие положения диагностики сперматозоидов

Уже простое физиологическое обследование, включающее осмотр вторичных половых признаков (таких, как строение тела, рост волос) и пальпацию яичек, может дать врачу первые предположения о причинах бесплодия. Но самым важным является, несомненно, исследование сперматозоидов (спермограмма) и, при необходимости, исследование SFI (индекса фрагментации ДНК в сперме).

Спермограмма

Исследование свойств спермы включает в себя, среди прочего, определение концентрации сперматозоидов, их подвижности и морфологии (% нормальной формы сперматозоидов).

HALO-тест, SCSA-тест (анализ хроматина сперматозоидов)

Дальнейшие анализы по выявлению молекулярных нарушений в наследственном материале головок сперматозоидов дают дополнительную информацию.

Спермограмма

Основанием для диагностики возможных нарушений мужской фертильности является спермограмма. Здесь исследуются различные параметры эякулята (семенной жидкости). Самые важные из них:

  • количество,
  • значение pH,
  • концентрация сперматозоидов (в миллионах сперматозоидов/мл),
  • морфология (доля сперматозоидов нормальной формы в %)
  • и моторика (подвижность в %).
Читайте также:  Совет за минуту болит палец на ноге

Нормы Всемирной организации здравоохранения (критерии ВОЗ):

Объем 2,0 мл или больше

Ph 7,2-8,0

Концентрация сперматозоидов >=20 млн./мл

Общее чсло сперматозоидов >=40 млн. на эякулят

Моторика (подвижность) >=50% с движением вперед или >=25% с быстрой линейной подвижностью

Морфология >=30% имеют нормальную форму

Дополнительно оцениваются:

лейкоциты Примечание:

Морфология часто оценивается в соответствии с так называемыми «строгими критериями Крюгера» или «строгими критериями». Согласно данным критериям доля неправильно сформированных сперматозоидов может составлять до 85% для оценки спермограммы как нормальной.

При определенных условиях анализируемые параметры спермограммы могут сильно меняться, поэтому интервал между проводимыми исследованиями должен быть не менее 2-х (лучше 3-х) месяцев. Процесс образования новых сперматозоидов в яичках требует времени. Перед обследованием необходимо не менее трех и не более пяти дней сексуального воздержания.

К сожалению, на основании дифференцированного микроскопического анализа качества спермы не всегда можно точно оценить способность мужчины к оплодотворению (сделать прогноз фертильности).

сперма до оценки

Тест SCSA (исследование хроматина сперматозоидов), тест HALO.

Спермограмма представляет собой самый простой вид исследования, но она дает неполную информацию.

Все большее число исследований, опубликованных в международных журналах, указывает на то, что доля сперматозоидов с хромосомными нарушениями наследственного материала очень важна, с одной стороны, для способности к оплодотворению, а с другой стороны, для определения риска выкидыша. Однако, этот показатель, так называемый индекс фрагментации (ИФ) нельзя определить с помощью нормальной спермограммы (микроскопического исследования качества спермы).

HALO- или SCSA-тест (исследование хроматина сперматозоидов) предлагает возможность определить индекс фрагментации. Дополнительное знание индекса фрагментации в сперме может быть полезным для того, чтобы изначально проводить соответствующее лечение бесплодия. Это позволит избежать (возможной ретроспективной малоэффективной) терапии, проводимой в течение нескольких месяцев. Причиной этого является возникновение нарушений в наследственном материале сперматозоидов, так называемой фрагментации. При возрастающем числе женщин уменьшаются шансы забеременеть естественным путем.

У 25% мужчин с нормальными результатами спермограммы выявляется высокая доля сперматозоидов с фрагментацией ДНК. В этих случаях может быть рекомендовано такое лечение, как перенос сперматозоидов в полость матки (осеменение) или ЭКО/ИКСИ (интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида). Поскольку с помощью обычной спермограммы невозможно выявить разрывы несущих наследственную информацию молекул ДНК, требуется дополнительное обследование – тест SCSA (анализ структуры хроматина спермы) или HALO. Мы проводим тест HALO, так как по сравнению с тестом SCSA он проще и дешевле.

Тест HALO дает возможность своевременно назначить индивидуальный курс лечения. Это позволяет экономить время и средства.

Расходы на тест HALO составляют 180,00 евро. Раньше расходы на обследование не возмещались ни государственной, ни частными страховками.

Индекс фрагментации ДНК (DFI) предоставляет информацию о результативности различных методов лечения, при этом оцениваются только сперматозоиды:

фрагментация ДНК 0-15%: беременность естественным путем представляется возможной.

фрагментация ДНК 15-25%: Беременность естественным путем возможна, но ее ожидание может быть долгим. Если в течение длительного времени не удается забеременеть, следует подумать о возможности проведения хотя бы одного курса осеменения (переноса сперматозоида). Если, помимо этого, нарушения имеются также и у женщины, а также в более старшем возрасте, рекомендуется проведение ЭКО.

фрагментация ДНК > 30%: Наступление беременности естественным путем или с помощью осеменения представляется маловероятным. Шансы на успех увеличиваются благодаря ЭКО (экстракорпоральное оплодотворение).

фрагментация ДНК > 50%: Беременность с помощью ЭКО маловероятна. Более высокие шансы возможны при использовании ИКСИ (интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида)

фрагментация ДНК > 60%: Шансы на успех очень малы; единственный шанс – с помощью ИКСИ или спермы донора.

Приведенные здесь рекомендации основаны на результатах различных исследовательских групп, полученных за последние годы, и носят лишь рекомендательный характер.

Ссылка на основную публикацию
Фото и симптомы укуса клеща у человека, через какое время появляются симптомы
Симптомы после укуса клеща у человека В теплое время года на природе в больших количествах появляются кровососы, которые таят в...
Фолликулярная киста яичника при планировании беременности
Можно ли забеременеть с фолликулярной кистой яичника Фолликулярное кистозное образование, образующиеся на яичнике, относится к группе распространенных гинекологических патологий, которые...
ФОРАДИЛ КОМБИ инструкция, отзывы, аналоги, цена в аптеках
Форадил комби Состав Капсул с порошком для ингаляций набор Капсулы формотерола 1 капс. активное вещество: формотерола фумарата дигидрат 12 мкг...
Фотодинамическая терапия (ФДТ); GK Klinika
Фотодинамическая терапия (ФДТ) в косметологии Отделение косметологии МЦВТ «ЛазерВита» занимается высокими технологиями в косметологии и дерматологии. Основным направлением центра «ЛазерВита»...
Adblock detector