Что такое фрагментация ДНК сперматозоидов типы тестов, расшифровка, сдать анализ, цены

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.

Читайте также:  Искривление грудного отдела позвоночника что делать

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:

  • 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.

Читайте также:  Патологическая Извитость Внутренней Сонной Артерии Симптомы Изгиба, Лечение, Что Делать

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).

Тест на фрагментацию ДНК сперматозоидов

Описание

Тест на фрагментацию ДНК сперматозоидов — тест на выявление повреждений ДНК в сперматозоидах. Анализ помогает в оценке фертильной функции и выявлении причины бесплодия и спонтанных абортов.

Исследование выполняется только совместно с исследованием эякулята* (услуга 36.100 Спермограмма).

Показания:

  • бесплодие неясного генеза при нормальных показателях спермограммы;
  • неразвивающиеся беременности у супруги;
  • неудачные попытки использования вспомогательных репродуктивных технологий (ЭКО, ИКСИ, ИМСИ) в анамнезе;
  • поздний отцовский возраст.

Подготовка
Спермограмму сдают после полового воздержания. Рекомендуемый срок воздержания 2–7 дней. В период подготовки нельзя употреблять алкоголь в любых количествах.

За 7–10 дней необходимо исключить прием лекарственных препаратов, процедуры с перегреванием (УВЧ, сауна, баня).

В день, предшествующий выполнению анализа, желательно исключить тяжелые физические и психологические нагрузки.

После выполнения массажа простаты должно пройти не менее 3-х дней.

Если в период подготовки были простудные или другие острые заболевания, сопровождавшиеся подъемом температуры, стоит отказаться от выполнения исследования.

Условия взятия
Эякулят собирается путём мастурбации в стерильный пластиковый контейнер. Не допускается использование презерватива.

Для получения корректных результатов исследования необходимо собрать весь полученный материал.

Интерпретация результатов

Референсные значения: содержание сперматозоидов с разрывами ДНК — не более 15%.

Причины появления патологических изменений:

  • врождённые (генетически обусловленные) нарушения сперматогенеза (дефицит протаминов);
  • воздействие вредных факторов (различные виды излучения, приём некоторых лекарственных средств, систематический приём алкоголя, отравление свинцом, ртутью);
  • хронические воспалительные заболевания репродуктивных органов (простатит, везикулит);
  • варикоцеле.

Определение степени фрагментации ДНК сперматозоидов (Tunel, SCSA)

Фрагментация ДНК сперматозоидов, как один из факторов нарушения мужской фертильности, открыт не так давно — около 10 лет назад, и патофизиологические механизмы процесса фрагментации ДНК продолжают изучаться. Однако установлено, что показатель фрагментации ДНК сперматозоидов имеет определенное диагностическое и прогностическое значение в супружеских парах с нарушением репродукции.

Фрагментация ДНК сперматозоидов – это наличие одно- и двухцепочечных разрывов молекулы ДНК, нарушение целостности генетического материала сперматозоида. Именно в этой молекуле закодирована и хранится вся генетическая информация, которая при зачатии передается ребенку. И чем больше в молекуле ДНК таких разрывов, тем меньше вероятность оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом.

Причинами фрагментации ДНК могут явиться отклонения при образовании и созревании сперматозоидов, апоптоз (естественный процесс гибели, в результате которого сперматозоид распадается на отдельные части), воздействие вредных внешних факторов. Именно такое явление, как апоптоз объясняет, почему в сперме всегда есть сперматозоиды с разрывами ДНК.

Читайте также:  Недорогие антибиотики от простуды - список эффективных препаратов

У здоровых фертильных мужчин доля сперматозоидов с нарушенной целостностью ДНК составляет примерно 15%. У бесплодных мужчин доля сперматозоидов с фрагментированной ДНК может доходить до 30 %, а в отдельных случаях может подниматься и выше. На показателях спермограммы это обычно не сказывается, однако ряд исследований последних лет обосновывают наличие корреляции между концентрацией сперматозоидов в эякуляте и частотой разрывов ДНК сперматозоида.

Как фрагментация ДНК сперматозоидов влияет на фертильность?

  1. Снижается вероятность зачатия.
  2. Поврежденный сперматозоид может оплодотворить яйцеклетку, но в большинстве таких случаев уже на ранних стадиях эмбриогенеза могут начаться нарушения, и произойдет самопроизвольное прерывание беременности. Высоким уровнем фрагментированных сперматозоидов довольно часто обусловлено привычное невынашивание беременности.
  3. Проблемы могут возникнуть во время ЭКО или ИКСИ. Если будет использован сперматозоид с фрагментированной ДНК, то эмбрион может развиваться неправильно еще до его имплантации в полость матки, и попытки ВРТ с участием такого сперматозоида обречены на неудачу. Отмечено снижение и образования бластоцист, и частота наступления беременности.

Для определения степени фрагментации проводится специальный анализ — определение степени фрагментации ДНК сперматозоидов. Существует несколько методик этого анализа, обладающих практически одинаково высокой чувствительностью.

TUNEL метод. Это микроскопическое исследование спермы, цель его — обнаружить сперматозоиды с поврежденной ДНК и посчитать их количество.

SCSA — еще один метод анализа степени фрагментации ДНК сперматозоидов, основан на исследование структуры хроматина с помощью флуоресцентного ДНК-маркера. Окрашенные им сперматозоиды пропускают сквозь лазерный луч, который заставляет клетки светиться разными цветами, в зависимости от степени повреждения ДНК: зеленый – норма, желтый – умеренные дефекты, красный – критические изменения.

Правила подготовки:

  • Половое воздержание не менее 2 дней и не более недели. Оптимально – 3 суток до сбора эякулята.
  • В период подготовки не употребляйте алкоголь, не курите.
  • Избегайте перегревания (сауны, бани и т.д.) сроком в течение 72 часов.
  • Не принимайте лекарственные препараты, любые, в течение 24 часов, если врачом не указано обратное и нет угрозы жизни из-за прерывания терапии.
  • Исключите все физиопроцедуры и рентгенологическое обследование в течение 72 часов.
  • Не рекомендуется тестирование сразу же после перенесенного воспалительного заболевания с повышением температуры. Исследование лучше перенести.
  • Накануне исследования исключите физические и эмоциональные перегрузки.
  • Правильно питайтесь в период подготовки, питьевой режим -1,5-2 литра в день.

Исследование проводится при концентрации сперматозоидов не менее 1 млн/мл и объеме эякулята не менее 1 мл.

По результату теста выдается протокол, в котором указан индекс фрагментации ДНК. Индекс отражает процентное соотношение между «здоровыми» и «больными» сперматозоидами.

  • индекс фрагментации не превышает 15% от общей численности сперматозоидов — вероятность наступления беременности естественным путем достаточно высока
  • индекс фрагментации повышен и находится в пределах от 15% до 30% — шанс естественного оплодотворения возможен, но снижен
  • индекс фрагментации от 30% до 50% — возможно оплодотворение с помощью ИКСИ или ЭКО
  • индекс фрагментации ДНК сперматозоидов равен 50% и более -даже при использовании репродуктивных технологий наступление беременности маловероятно.

Задать вопрос

Ссылка на основную публикацию
Что такое искусственный климакс Зачем нужен Побочные эффекты
Искусственный климакс Время чтения: мин. Искусственный климакс Симптомы искусственного климакса Препараты при искусственном климаксе Существуют ситуации, когда необходимо применить методику...
Что показывает посев мочи на стерильность как правильно его собрать
Лабораторный скрининг инфекций мочевыводящих путей и почек Комплексное лабораторное исследование, направленное на первичное выявление инфекционного процесса в почках и мочевыводящих...
Что показывает флюорография легких какие болезни органов грудной клетки выявляет, фото как делают и
Что видно на снимке флюорографии Беседуем с главным специалистом Екатеринбурга по лучевой диагностике о пользе и опасности рентгена. Главный специалист...
Что такое катаральный гастрит и как лечить причины, симптомы
Катаральный гастрит: причины, лечение и питание Катаральный гастрит является острым воспалением слизистых тканей желудка, которое чаще всего провоцирует однократное воздействие...
Adblock detector