Scopri le Cause Nascoste della Frammentazione del DNA Spermatico e i Rimedi Efficaci per Fertilità Ottimale

Negli ultimi decenni, la misurazione dell’integrità della cromatina spermatica è stata oggetto di numerosi studi che hanno evidenziato come un’eccessiva frammentazione del DNA spermatico compromette la fertilità maschile. Infatti, spermatozoi con normali parametri seminali ma con anomalie a livello genomico difficilmente sono in grado di determinare un concepimento.

Che cos'è la Frammentazione del DNA Spermatico?

Il test di frammentazione del DNA spermatico permette di evidenziare rotture o lesioni del materiale genetico dello spermatozoo. Uno spermatozoo che presenti DNA frammentato con rotture anche parziali delle sue catene non può fertilizzare, o se riesce a farlo origina embrioni non vitali che difficilmente attecchiscono o danno origine ad aborti precoci.

Esiste un valore soglia di danno (> 30%) oltre il quale la fertilizzazione e lo sviluppo dell’embrione vengono compromessi. Questo test è quindi un complemento importante allo spermiogramma poiché permette di valutare la capacità fecondante degli spermatozoi e tramite l’interpretazione dei risultati può essere d’aiuto per definire un corretto programma terapeutico.

Il DNA spermatico rappresenta il patrimonio genetico paterno ed è presente nella testa dello spermatozoo. Una volta che la testa dello spermatozoo penetra nell’ovocita, comincerà il processo di decondensazione della cromatina che porterà all’attivazione del materiale genetico.

L’integrità del materiale genetico degli spermatozoi è considerata vitale per una fecondazione normale, uno sviluppo embrionale adeguato e per ottenere un corretto annidamento e gravidanza, sia nella riproduzione naturale che assistita. Dunque, in questi casi è consigliabile effettuare il test per la valutazione dell’integrità cromatinica.

È stato dimostrato che nella fecondazione naturale, nell’inseminazione intrauterina e nella FIVET il tasso di frammentazione del DNA è associato ad un tasso di gravidanza più basso.

Elevati livelli di frammentazione del DNA spermatico sono stati correlati a condizioni di infertilità maschile e ad una maggiore incidenza di aborti precoci anche dopo tecniche di fecondazione in vitro (IUI, FIVET, ICSI, IMSI, PICSI).

Si definisce infertile una coppia che non riesce a ottenere una gravidanza dopo un anno di rapporti non protetti (6 mesi se la donna ha più di 35 anni o altri fattori di rischio).

Cause della Frammentazione del DNA Spermatico

I fattori che possono provocare danno al DNA spermatico sono molteplici:

difetti di maturazione delle cellule
fenomeni apoptotici
situazioni di stress ossidativo seminale, cioè uno sbilanciamento tra la produzione di ROS e la capacità antiossidante insita fisiologicamente nel seme per contrastarla
varicocele
stati infiammatori
esposizione a tossine ambientali/alte temperature
chemio/radioterapie
fumo di sigaretta/droghe

Durante la formazione degli spermatozoi -spermatogenesi-, si possono verificare fratture nella catena del DNA. Inoltre, gli spermatozoi possono accumulare problemi nel proprio DNA durante la maturazione e la conservazione nell’epididimo prima dell’eiaculazione.

Il varicocele è la principale causa nota di infertilità maschile ed è associato al danno del DNA dello spermatozoo. II reflusso venoso, facilmente registrabile con un esame ecocolordoppler, che a sinistra proviene direttamente dalla vena renale, sembrerebbe in alcuni casi determinare una concentrazione di sostanze tossiche con danno all’epitelio germinativo del testicolo.

Bisogna cercare di mantenere uno stile di vita sano: il fumo di tabacco o cannabis danneggia l’integrità del Dna degli spermatozoi e ne riduce numero e motilità. L’utilizzo di pantaloni in poliestere troppo stretti può aumentare la temperatura nell’area dei genitali e ridurre la fertilità.

Alcuni dei fattori sopracitati sono reversibili (es. fumo di sigaretta, obesità), altri non sono removibili.

Metodi di Rilevamento della Frammentazione del DNA Spermatico

Per poter valutare il grado di frammentazione sono stati messi a punto numerosi test. Esistono diverse tecniche in grado di analizzare la frammentazione del DNA negli spermatozoi, sebbene presentino differenze fondamentali in quanto alla sensibilità e al tipo di danno che riescono a rilevare.

Presso il nostro laboratorio l’indagine sul Dna spermatico viene effettuata utilizzando l’SCD test (Sperm Chromatin Dispersion Test) che si basa sulla differente risposta chimica degli spermatozoi con DNA frammentato, rispetto a quelli con Dna integro. L’analisi viene effettuata dopo opportuna denaturazione controllata del DNA cui fa seguito l’estrazione delle proteine nucleari. Questo consente l’apertura delle eliche di DNA attorno a un core proteico con formazione di un alone di dispersione cromatinico.

Altri test includono:

Test COMET: nel caso in cui esistano piccole porzioni di DNA frammentato, il campione presenta un’immagine simile alla coda di un aquilone.
SCSA seminale: il DNA danneggiato è più vulnerabile al calore e alla denaturalizzazione acida rispetto agli spermatozoi intatti. Uno dei vantaggi è che si può analizzare un gran numero di cellule per citometria a flusso.
TUNEL seminale: La tecnica TUNEL si basa sul rilevamento reale di frammenti di DNA sia semplici che doppi in cui il segnale aumenta a seconda del grado di frammentazione.
SCD: il test Sperm Chromatin Dispersion (SCD) stima il livello di frammentazione del DNA indirettamente mediante la quantificazione della dispersione nucleare presente nel campione.

È un test molto semplice ma vi è una variabilità nella determinazione dovuta a differenze nella lettura dei risultati tra diversi operatori.

Valori di riferimento per l'interpretazione dei risultati (SCD Test)

I valori di riferimento utilizzati per l’interpretazione dei risultati (SCD Test) sono raffigurati nella tabella sottostante.

Valore	Integrità del DNA spermatico
≤ 15%	Eccellente
15-20%	Buona
20-27%	Borderline
27-40%	Ridotta
> 40%	Fortemente ridotta

Indicazioni per il Test di Frammentazione del DNA Spermatico

Il test è particolarmente indicato in casi in cui si sono verificati fallimenti riproduttivi o situazioni in cui non si riesce a spiegare la bassa fecondità nonostante la normalità dei parametri seminali analizzati con lo spermiogramma. E’ indicato inoltre nei casi di sviluppo embrionale anormale.

Scoprire una condizione di DNA frammentato risulta dunque utile per definire quadri di infertilità di coppia altrimenti non spiegabili.

Preparazione per l'Esecuzione del Test

Il campione deve essere raccolto dopo un periodo di astinenza sessuale che va da un minimo di 2 ad un massimo di 7 giorni. La raccolta può essere fatta presso il nostro centro o presso la propria abitazione.

Deve essere effettuato dopo 3-5 gg di astensione dai rapporti sessuali.

Si associa tendenzialmente ad un accurato spermiogramma e ad un test di capacitazione in vitro del liquido seminale. Il test di capacitazione è un test aggiuntivo solo dopo lo spermiogramma basale; valuta la capacità degli spermatozoi di sopravvivere e modificarsi, quando, una volta eiaculati entrano in contatto con l’apparato riproduttivo femminile.

In alcuni pazienti lo specialista può richiedere l’esecuzione di ulteriori test sul liquido seminale.

Trattamenti e Rimedi

Alcune cause di frammentazione del DNA non possono essere trattate, ma se il danno è causato dallo stress ossidativo, allora un cambiamento nello stile di vita e una dieta progettata per proteggere l’organismo dai radicali liberi dell’ossigeno può aiutare a ridurre i livelli di frammentazione del DNA.

Il trattamento dell’infertilità maschile dipende dalle cause dell’infertilità stessa. Per questo motivo, è necessario che la fase diagnostica sia eseguita nel modo più preciso e completo possibile.

In presenza di varicocele la correzione chirurgica consente concepimenti naturali entro 9 mesi nel 25-35% delle coppie (in base all’età femminile).

Nel caso di un trattamento FIV, sarebbe imprescindibile una selezione spermatica precisa ed efficiente per utilizzare solo gli spermatozoi privi di materiale genetico danneggiato mediante: colonne di Anexina V (MACS), chip di microfluídica, ecc.

ICSI (iniezione intracitoplasmatica dello spermatozoo): è la microiniezione di un singolo spermatozoo direttamente all’interno della cellula uovo. È riservata ai casi in cui si teme che, con la semplice inseminazione dell’ovocita, ci possano essere problemi nell’ottenere la fecondazione.

Quando gli spermatozoi non sono presenti nel liquido seminale si può cercare di recuperarli mediante un ago bioptico o un intervento chirurgico dal parenchima testicolare o dall’epididimo. Le cellule seminali recuperate con successo potranno poi essere utilizzati con la tecnica ICSI.

In molti casi, questi problemi possono essere risolti se si interviene per tempo e ricorrendo ad indagini mirate.