Фрагментация ДНК сперматозоидов (наличие одно- и двухцепочечных разрывов молекулы) – не так давно открытая причина мужского бесплодия. Чем больше таких повреждений, тем ниже степень целостности генетического материала. Следует отметить, что сперматозоиды даже со значительным количеством повреждений ДНК могут сохранять оплодотворяющую способность, однако в дальнейшем эмбриональное развитие может блокироваться, приводя к прерыванию беременности. В настоящее время патофизиологические механизмы, приводящие к фрагментации ДНК, еще не до конца выяснены. Предполагают, что их причиной могут быть дефекты ремоделинга хроматина, сопровождающегося заменой гистонов на протамины в ходе спермиогенеза, апоптоз и окислительные процессы. Предположение о корреляции между морфологическими параметрами сперматозоидов и частотой фрагментации ДНК было выдвинуто на основании того, что важная роль апоптоза в соматических клетках состоит в устранении дефектных клеток. В аномальных сперматозоидах ДНК разрушается по аналогии с таковым процессом в различных типах соматических клеток.
Фрагментация хроматина сперматозоидов часто ассоциирована с низкими показателями спермограммы, однако многие исследователи констатируют, что частота фрагментации не имеет четкой корреляции с параметрами сперматозоидов, рекомендованными ВОЗ при спермиологическом исследовании (концентрацией, подвижностью, морфологией сперматозоидов). Сперматозоид, морфологически оцененный как нормальный, может иметь поврежденную ДНК. Поэтому целью нашего исследования стало выявление корреляции между морфологическими параметрами и повышенной частотой фрагментации ДНК сперматозоидов на крупнокогортной выборке мужчин, в анамнезе которых указано бесплодие. Группу обследованных составили 460 неродственных мужчин с нарушением репродуктивной функции, обратившихся в лабораторию генетики нарушений репродукции для медико-генетического и спермиологического обследования.
Фрагментацию ДНК определяли методом TUNEL на мазках эякулята. Образцы спермы наносили на адгезивные стекла (Histo Bond) и обрабатывали по протоколу фирмы-изготовителя (DеadEndTM Fluorometric TUNEL System, PROMEGA). Препараты обрабатывали DAPI (4,6-diamino-2-phenylidole, Sigma) для специфической окраски ДНК. Просмотр осуществляли с помощью микроскопа Axiovert 200V (Carl Zeiss, Германия). Спермиологическое исследование выполняли согласно рекомендациям соответствующего руководства ВОЗ (2010).
Уровень фрагментации ДНК у обследованных мужчин с нарушением репродуктивной функции варьировал от 1 до 84%. Средний уровень составил 12,6%. При этом у 23% мужчин с бесплодием частота фрагментации ДНК сперматозоидов была выше нормы (15%). У 18% пациентов частота фрагментации ДНК сперматозоидов находилась в диапазоне от 15 до 30%, а у 5% пациентов превышала 30%.
Установлено, что количество сперматозоидов с фрагментированной ДНК у пациентов с тяжелыми нарушениями сперматогенеза выше, чем у пациентов с менее выраженными нарушениями сперматогенеза. Чем больше тяжесть олигозооспермии, тем больше вероятность того, что будет высокая частота фрагментации ДНК сперматозоидов. Уровень атипии сперматозоидов (в диапазоне от 80 до 100% морфологически аномальных сперматозоидов) коррелирует с частотой фрагментации ДНК в них. Чем выше процент атипичных сперматозоидов, тем больше вероятность того, что имеется повышенная степень фрагментации ДНК в мужских гаметах. Показатель подвижности сперматозоидов (PR) в диапазоне от 0 до 20% обратно коррелирует с частотой мужских гамет, имеющих повышенную фрагментацию ДНК. Кроме того, выявлена отрицательная временная динамика в изменении концентрации сперматозоидов у мужчин с повышенной частотой фрагментации ДНК в них. Таким образом, полученные нами результаты выявили диапазон патозооспермии, в котором существует корреляция между морфологическими параметрами и частотой фрагментации ДНК сперматозоидов.
Обнаружено увеличение частоты фрагментированной ДНК в мужских гаметах при рассмотрении отдельных показателей спермограммы (концентрации, морфологии и подвижности сперматозоидов), находящихся в пределах нормы, что не может объясняться механизмом апоптоза, связанным с элиминацией поврежденных сперматозоидов. Очевидно, важная роль в этом процессе отведена окислительному стрессу и нарушениям в процессе ремоделинга хроматина. Его целостность является внутренним параметром повреждения сперматозоидов, который нельзя выявить с помощью обычного спермиологического исследования и который имеет прогностическое значение в отношении успешности лечения и/или решения проблемы репродукции с помощью методов вспомогательной репродукции.
Источник: Фрагментация ДНК сперматозоидов и мужское бесплодие// Конгресс РОУ 2014// Руднева С.А., Брагина Е.Е., Черных В.Б., Сорокина Т.М., Шилейко Л.В., Ермолаева С.А., Курило Л.Ф. Медико-генетический научный центр РАМН, Москва 2014г
