ФРАГМЕНТАЦІЯ ДНК СПЕРМАТОЗОЇДІВ: ПРИЧИНИ, МЕХАНІЗМ, ВПЛИВ НА НАСТАННЯ ТА ВИНОШУВАННЯ ВАГІТНОСТІ
DOI:
https://doi.org/10.11603/24116-4944.2020.2.11859Ключові слова:
еякулят, фрагментація ДНК сперматозоїдів, допоміжні репродуктивні технології, виношування вагітностіАнотація
Мета дослідження – вивчити причини фрагментації ДНК сперматозоїдів, встановити взаємозв’язок між порушенням ДНК та якістю еякуляту, а також вивчити вплив фрагментації ДНК сперматозоїдів на настання та виношування вагітності.
Матеріали та методи. У дослідженні використано бібліосемантичний та аналітичний методи.
Результати дослідження та їх обговорення. Під час виконання дослідження було проаналізовано 46 джерел сучасної зарубіжної літератури щодо фрагментації ДНК сперматозоїдів та її впливу на настання і виношування вагітності.
Висновки. Аналіз літературних даних показав, що рівень фрагментації ДНК сперматозоїдів у межах 15–30 % є статистично значущим щодо зменшення позитивних результатів вагітності для in vivo, ВМІ, а також щодо підвищення ризику ранніх спонтанних викиднів. Якщо рівень фрагментації ДНК сперматозоїдів партнера >30 %, найефективнішим методом допоміжних репродуктивних технологій буде IVF або ICSI. Проте потрібно пам’ятати про ризик виникнення вад розвитку у плода, пов’язаних із цими процедурами допоміжної репродукції. Визначення рівня фрагментації ДНК можна використовувати як корисний аналіз у прогнозуванні викиднів, спричинених чоловічим фактором.
Посилання
Guzick, D.S., Overstreet, J.W., Factor-Litvak, P., Brazil, C.K., Nakajima, S.T., Coutifaris, C., …, & Vogel, D.L. (2001). Sperm morphology, motility, and concentration in fertile and infertile men. New Engl. J. Med., 345 (19), 1388-1393. DOI:10.1056/NEJMoa003005.
WHO. (1999). Laboratory manual for the examination of human semen and sperm-cervical mucus interaction (4th edn.). Geneva: World Health Organization, Switzerland.
Bungum, M., Humaidan, P., Axmon, A., Spano, M., Bungum, L., Erenpreiss, J., & Giwercman, A. (2007). Sperm DNA integrity assessment in prediction of assisted reproduction technology outcome. Hum. Reprod., 22 (1), 174-179. DOI:10.1093/humrep/del326.
Kobayashi, H., Larson, K., Sharma, R.K., Nelson, D.R., Evenson, D.P., Toma, H., …, & Agarwal, A. (2001). DNA damage in patients with untreated cancer as measured by the sperm chromatin structure assay. Fertil. Steril., 75 (3), 469-475. DOI:10.1016/s0015-0282(00)01740-4.
Greco, E., Scarselli, F., Iacobelli, M., Rienzi, L., Ubaldi, F., Ferrero, S., …, & Tesarik, J. (2005). Efficient treatment of infertility due to sperm DNA damage by ICSI with testicular spermatozoa. Hum. Reprod., 20 (1), 226-230. DOI:10.1093/humrep/deh590.
Pacey, A.A. (2010). Environmental and lifestyle factors associated with sperm DNA damage. Hum. Fertil. (Camb), 13 (4), 189-193. DOI:10.3109/14647273.2010.531883.
Kim, G.Y. (2018). What should be done for men with sperm DNA fragmentation? Clin. Exp. Reprod. Med., 45 (3), 101-109. DOI:10.5653/cerm.2018.45.3.101.
Alvarez, J.G., Sharma, R.K., Ollero, M., Saleh, R.A., Lopez, M.L., Thomas, A.J., …, & Agarwal, A. (2002). Increased DNA damage in sperm from leukocytospermia semen samples as determined by the sperm chromatin structure assay. Fertil. Steril., 78 (2), 319-329. DOI:10.1016/s0015-0282(02)03201-6.
Rignell-Hydbom, A., Rylander, L., Giwercman, A., Jönsson, B.A.G., Lindh, C., Eleuteri, P., …, & Hagmar, L. (2005). Exposure to PCBs and p,p’-DDE and human sperm chromatin integrity. Environ. Health Perspect., 113 (2), 175-179. DOI:10.1289/ehp.7252.
Rubes, J., Selevan, S.G., Evenson, D.P., Zudova, D., Vozdova, M., Zudova, Z., …, & Perreault, S.D. (2005). Episodic air pollution is associated with increased DNA fragmentation in human sperm without other changes in semen quality. Hum. Reprod., 20 (10), 2776-2783. DOI:10.1093/humrep/dei122.
Burrello, N., Calogero, A.E., & Perdichizzi, A. (2004). Inhibition of oocyte fertilization by assisted reproductive techniques and increased sperm DNA fragmentation in the presence of Candida albicans: a case report. Reprod. Biomed. Online, 8 (5), 569-573. DOI:10.1016/s1472-6483(10)61104-2.
Erenpreiss, J., Hlevicka, S., Zalkalns, J., & Erenpreisa, J. (2002). Effect of leukocytospermia on sperm DNA integrity: a negative effect in abnormal semen samples. J. Androl., 23 (5), 717-723. DOI:10.1002/j.1939-4640.2002.tb02315.x.
Evenson, D.P., Larson, K.L., & Jost, L.K. (2002). Sperm chromatin structure assay: its clinical use for detecting sperm DNA fragmentation in male infertility and comparisons with other techniques. J. Androl., 23 (1), 25-43.
Stahl, O., Eberhard, J., Jepson, K., Spano, M., Cwikiel, M., Cavallin-Ståhl, E., & Giwercman A. (2004). The impact of testicular carcinoma and its treatment on sperm DNA integrity. Cancer, 100 (6), 1137-1144. DOI:10.1002/cncr.20068.
Wyrobek, A.J., Eskenazi, B., Evenson, D., Young, S., Arnheim, N., Jabs, E.W., …, & Tiemann-Boege, I. (2006). Advancing male age increase the frequencies of sperm with DNA fragmentation and certain gene mutations, but not aneuploidies or diploidies. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 103 (25), 9601-9606.
Irvine, D.S., Twigg, J.P., Gordon, E.L., Fulton, N., Milne, P.A., & Aitken, R.J. (2000). DNA integrity in human spermatozoa: relationships with semen quality. J. Androl., 21 (1), 33-44.
Gandini, L., Lombardo, F., Paoli, D., Caponecchia, L., Familiari, G., Verlengia, C., ..., & Lenzi, A. (2000). Study of apoptotic DNA fragmentation in human spermatozoa. Hum. Reprod., 15 (4), 830-839. DOI:10.1093/humrep/15.4.830.
Younglai, E.V., Holt, D., Brown, P., Jurisicova, A., & Casper, R.F. (2001). Sperm swim-up techniques and DNA fragmentation. Hum. Reprod., 16 (9), 1950-1953. DOI:10.1093/humrep/16.9.1950.
Benchaib, M., Braun, V., Lornage, J., Hadj, S., Salle, B., Lejeune, H., & Guérin, J.F. (2003). Sperm DNA fragmentation decreases the pregnancy rate in an assisted reproductive technique. Hum. Reprod., 18 (5), 1023-1028. DOI:10.1093/humrep/deg228.
Wang, X., Sharma, R.K., Sikka, S.C., Thomas, A.J., Falcone, T., & Agarwal, A. (2003). Oxidative stress is associated with increased apoptosis leading to spermatozoa DNA damage in patients with male factor infertility. Fertil. Steril., 80 (3), 531-535. DOI:10.1016/s0015-0282(03)00756-8.
Fuentes-Mascorro, G., Serrano, H., & Rosado, A. (2000). Sperm chromatin. Arch. Androl., 45 (3), 215-225. DOI:10.1080/01485010050193995.
Boissonneault, G. (2002). Chromatin remodeling during spermiogenesis: a possible role for the transition proteins in DNA strand break repair. FEBS Lett., 514 (2-3), 111-114. DOI:10.1016/S0014-5793(02)02380-3.
Govin, J., Caron, C., Lestrat, C., Rousseaux, S., & Khochbin, S. (2004). The role of histones in chromatin remodelling during mammalian spermiogenesis. Eur. J. Biochem., 271 (17), 3459-3469. DOI:10.1111/j.1432-1033.2004.04266.x.
Oldereid, N.B., Angelis, P.D., Wiger, R., & Clausen, O.P. (2001). Expression of Bcl-2 family proteins and spontaneous apoptosis in normal human testis. Mol. Hum. Reprod., 7 (5), 403-408.
Barnes, F., Rabara, F., Murphy, A., & Zouves, C. (2004). Live births after IVF in men with a DNA fragmentation index of 30 % or greater as determined by the sperm chromatin structure assay (SCSA™). Fertil. Steril., 82 (2), S47.
Buyalos, R., Hubert, G., & Schiewe, M.C. (2004). Poor fertility predictive value of the sperm chromatin structure assay (SCSA) is neutralized by sperm injection: case studies. Fertil. Steril., 81 (3), 27-28.
Evenson, D., & Wixon, R. (2006). Meta-analysis of sperm DNA fragmentation using the sperm chromatin structure assay. Reprod. Biomed. Online, 12 (4), 466-472. DOI:10.1016/s1472-6483(10)62000-7.
Spano, M., Bonde, J., Hjollund, H.I., Kolstad, H.A., Cordelli, E., & Leter G. (2000). Sperm chromatin damage impairs human fertility. Fertil. Steril., 73 (1), 43-50. DOI:10.1016/s0015-0282(99)00462-8.
Duran, E.H., Morshedi, M., Taylor, S., Oehninger, S. (2002). Sperm DNA quality predicts intrauterine insemination outcome: a prospective cohort study. Hum. Reprod., 17 (12), 3122-3128. DOI: 10.1093/humrep/17.12.3122.
Bungum, M., Humaidan, P., Spano, M., Jepson, K., Bungum, L., & Giwercman, A. (2004). The predictive value of sperm chromatin structure assay (SCSA®) parameters for the outcome of intrauterine insemination, IVF and ICSI. Hum. Reprod., 19 (6), 1401-1408. DOI:10.1093/humrep/deh280.
Henkel, R., Kierspel, E., Hajimohammad, M., Stalf, T., Hoogendijk, C., Mehnert, C., …, & Kruger, T.F. (2003). DNA fragmentation of spermatozoa and assisted reproduction technology. Reprod. Biomed. Online, 7 (4), 477-484. DOI:10.1016/s1472-6483(10)61893-7.
Lopes, S., Sun, J.G., Jurisicova, A., Meriano, J., & Casper, R.F. (1998). Sperm deoxyribonucleic acid fragmentation is increased in poor-quality semen samples and correlates with failed fertilization in intracytoplasmic sperm injection. Fertil. Steril., 69 (3), 528-532. DOI:10.1016/s0015-0282(97)00536-0.
Host, E., Lindenberg, S., & Smidt-Jensen, S. (2000). The role of DNA strand breaks in human spermatozoa used for IVF and ICSI. Acta Obstet. Gynecol. Scand., 79 (7), 559-563.
Sakkas, D., Urner, F., Bianchi, P.G., Bizzaro, D., Wagner, I., Jaquenoud, N., ..., & Campana, A. (1996). Sperm chromatin anomalies can influence decondensation after intracytoplasmic sperm injection. Hum. Reprod., 11 (4), 837-843. DOI:10.1093/oxfordjournals.humrep.a019263.
Ahmadi, A., & Ng, S.C. (1999). Fertilizing ability of DNA-damaged spermatozoa. J. Exp. Zool., 284 (6), 696-704. DOI:10.1002/(sici)1097-010x(19991101)284:6<696::aid-jez11>3.0.co;2-e.
Tomlinson, M.J., Moffatt, O., Manicardi, G.C., Bizzaro, D., Afnan, M., & Sakkas, D. (2001). Interrelationships between seminal parameters and sperm nuclear DNA damage before and after density gradient centrifugation: implications for assisted conception. Hum. Reprod., 16 (10), 2160-2165. DOI:10.1093/humrep/16.10.2160.
Ahmadi, A., & Ng, S.C. (1999). Developmental capacity of damaged spermatozoa. Hum. Reprod., 14 (9), 2279-2285. DOI:10.1093/humrep/14.9.2279.
Virro, M.R., Larson-Cook, K.L., & Evenson, D.P. (2004). Sperm chromatin structure assay (SCSA®) related to blastocyst rate, pregnancy rate and spontaneous abortion in IVF and ICSI cycles. Fertil. Steril., 81 (15), 1289-1295. DOI:10.1016/j.fertnstert.2003.09.063.
Simon, L., Emery, B.R., & Carrell, D.T. (2017). Review: diagnosis and impact of sperm DNA alterations in assisted reproduction. Best Pract. Res. Clin. Obstet. Gynaecol., 44, 38-56. DOI:10.1016/j.bpobgyn.2017.07.003.
Tomsu, M., Sharma, V. & Miller, D. (2002). Embryo quality and IVF treatment outcomes may correlate with different sperm comet assay parameters. Hum. Reprod., 17 (7), 1856-1862. DOI:10.1093/humrep/17.7.1856.
Van Dyk, Q., Lanzendorf, S., Kolm, P., Hodgen, D.J. & Mahony, M.C. (2000). Incidence of aneuploid spermatozoa from subfertile men: selected with motility versus hemizona bound. Hum. Reprod., 15 (7), 1529-1536.
Zini, A., Boman, J.M., Belzile, E., & Ciampi, A. (2008). Sperm DNA damage is associated with an increased risk of pregnancy loss after IVF and ICSI: systematic review and meta-analysis. Hum. Reprod., 23 (12), 2663-2668. DOI:10.1093/humrep/den321.
Robinson, L., Gallos, I.D., Conner, S.J., Rajkhowa, M., Miller, D., Lewis, S., …, & Coomarasamy, A. (2012). The effect of sperm DNA fragmentation on miscarriage rates: a systematic review and meta-analysis. Hum. Reprod., 27 (10), 2908-2917. DOI:10.1093/humrep/des261.
Carrell, D.T., Liu, L., Peterson, C.M., Jones, K.P., Hatasaka, H.H., Erickson, L., & Campbell, B. (2003). Sperm DNA fragmentation is increased in couples with unexplained recurrent pregnancy loss. Arch. Androl., 49 (1), 49-55. DOI:10.1080/01485010290099390.
Check, J.H., Graziano, V., Cohen, R., Krotec, J., & Check, M.L. (2005). Effect of an abnormal sperm chromatin structural assay (SCSA) on pregnancy outcome following (IVF) with ICSI in previous IVF failures. Arch. Androl., 51 (2), 121-214. DOI:10.1080/014850190518125.
Khadem, N., Poorhoseyni, A., Jalali, M., Akbary, A., & Heydari, S.T. (2014). Sperm DNA fragmentation in couples with unexplained recurrent spontaneous abortions. Andrologia, 46 (2), 126-130. DOI:10.1111/and.12056.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Актуальні питання педіатрії, акушерства та гінекології
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
