La frammentazione del DNA spermatico è una delle cause dell’infertilità maschile. La frammentazione del DNA spermatico consiste in rotture o lesioni nel materiale genetico degli spermatozoi. Nei soggetti che presentano infertilità maschile è frequente trovare alti livelli di frammentazione del DNA spermatico.
La funzione dello spermatozoo è di trasportare la catena di DNA del padre e trasferirla nell’ovulo alla formazione dell’embrione. L’integrità del DNA dello spermatozoo riveste un ruolo fondamentale per il normale processo di fertilizzazione oltre che per lo sviluppo e l’impianto dell’embrione. Tecnicamente, un alto livello di frammentazione del DNA nelle cellule spermatiche può influenzare negativamente le divisioni embrionarie.
All’interno della testa dello spermatozoo si trova una copia del patrimonio genetico, composto dal DNA che si fonderà insieme alla copia di DNA dell’ ovocita durante la fecondazione. Tale compattazione avviene durante specifiche fasi della maturazione dello spermatozoo, garantendo che i filamenti del DNA siano ben uniti tra loro.
Cause della Frammentazione del DNA Spermatico
Le alterazioni dello spermatozoo possono interessare il numero, la motilità e la morfologia degli spermatozoi presenti nell’eiaculato di un uomo, ma anche il DNA contenuto nella testa dello spermatozoo. La frammentazione del DNA spermatico può risultare da un alterato processo di condensazione della cromatina durante la spermatogenesi, da difetti relativi al processo apoptotico prima dell’eiaculazione o da una eccessiva produzione di specie reattive dell’ossigeno nell’eiaculato.
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
Abitudini di vita scorretti, alcool, uso di droghe, stress nonché alcune alterazioni anatomiche, possono indurre un danno agli spermatozoi. Il varicocele è la principale causa nota di infertilità maschile ed è associato al danno del DNA dello spermatozoo. L’esposizione a tossine ambientali o industriali, stress ossidativi, il fumo sono cause ben note che determinano frammentazione del DNA e infertilità.
Test di Frammentazione del DNA Spermatico
Il test di frammentazione del DNA spermatico è un esame diagnostico utilizzato per valutare l’integrità del DNA all’interno degli spermatozoi. L’integrità del DNA spermatico è fondamentale per il corretto funzionamento dello spermatozoo durante la fertilizzazione e le prime fasi dello sviluppo embrionale.
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. Per poter valutare il grado di frammentazione sono stati messi a punto numerosi test. L’analisi viene effettuata dopo opportuna denaturazione controllata del DNA cui fa seguito l’estrazione delle proteine nucleari.
Alcuni 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.
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. Questo consente l’apertura delle eliche di DNA attorno a un core proteico con formazione di un alone di dispersione cromatinico.
Questo test determina la capacità della cromatina spermatica di formare aloni di dispersione in seguito a condensazione cromatinica. È un test molto semplice ma vi è una variabilità nella determinazione dovuta a differenze nella lettura dei risultati tra diversi operatori. Si tratta di un esame di relativa semplice esecuzione ma ci può essere una variabilità dovuta alle differenze di lettura dei risultati tra diversi operatori.
Questo test può essere effettuato anche in combinazione con l’esame di spermiogramma. Pertanto il valore dello spermiogramma da solo nella diagnosi d’infertilità è relativo e va comunque integrato da altri esami come quello della determinazione dell’integrità del DNA spermatico. Questo test può fornirci informazioni utili circa la qualità spermatica, in particolar modo in caso di aborti ricorrenti, ripetuti fallimenti di tecniche di fecondazione assistita, mancata fertilizzazione e alterazioni dello sviluppo embrionale.
Importanza del Test e Indicazioni
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.
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.
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. È inoltre indicato nei casi di sviluppo embrionale anormale.
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. 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.
Difatti, la frammentazione di catena semplice prevede diversi punti di rottura in tutte le regioni del genoma ed è legato allo stress ossidativo, per cui in ambito riproduttivo ostacolerebbe la gravidanza clinica e, di conseguenza, incrementerebbe il tempo necessario per il concepimento.
Attualmente, non vi è un consenso globale rispetto al valore massimo di riferimento del livello di frammentazione del DNA spermatico per stabilire il potenziale di fertilità di un uomo. Difatti, sono stati proposti vari valori discriminanti in base a diversi studi che si occupano dell’integrità di questo materiale genetico.
Dunque, in questi casi è consigliabile effettuare il test per la valutazione dell’integrità cromatinica. In molti casi, questi problemi possono essere risolti se si interviene per tempo e ricorrendo ad indagini mirate.
Preparazione e Raccolta del Campione
Il campione deve essere raccolto dopo un periodo di astinenza sessuale che va da un minimo di 2 ad un massimo di 7 giorni. Il campione deve essere ottenuto tramite masturbazione, non è assolutamente indicato farlo dopo la pratica di coito interrotto. La raccolta può essere fatta presso il nostro centro o presso la propria abitazione.
Essendo un’analisi genetica, il laboratorio necessita di un certo lasso di tempo per poter avviare una analisi dello stato del DNA degli spermatozoi, che si trova nella testa dello spermatozoo, e restituire risultati affidabili. Per effettuare tale test occorre attenersi alle indicazioni fornite al momento della prenotazione presso A.G.I. Medica.
Valori di riferimento per l'interpretazione dei risultati (SCD test):
| Valore | Integrità DNA spermatico |
|---|---|
| ≤ 15% | Eccellente |
| 15-20% | Buona |
| 20-27% | Borderline |
| 27-40% | Ridotta |
| > 40% | Fortemente Ridotta |
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