La costituzione genetica degli spermatozoi di un uomo si trasmette alla generazione successiva con la fecondazione e quindi è determinante per lo sviluppo fisiologico di un embrione. L’elevata percentuale di frammentazione di DNA negli spermatozoi può rivelare una causa di infertilità maschile che, però, non può essere rilevata con gli esami convenzionali esistenti fino ad oggi, ad esempio lo spermiodiagramma.
Ricerche dettagliate, in questi ultimi anni, hanno dimostrato che, indipendentemente dal metodo di procreazione assistita praticato per avere un figlio, una coppia in cui il compagno presenta un’elevato tasso di frammentazione di DNA nello sperma, ha probabilità di successo molto limitate di ottenere una gravidanza.
Cosa significa frammentazione del DNA nello sperma maschile?
Il materiale genetico (DNA) si trova all’interno degli spermatozoi e degli ovuli ed è responsabile della trasmissione delle caratteristiche genetiche dei genitori alla generazione successiva. Ha la forma di una doppia elica stabilizzata da legami chimici. Se questi legami si rompono, allora l’elica perde la sua stabilizzazione. È proprio questa perdita di stabilizzazione che è definita frammentazione e non è possibile rilevarla con lo spermiodiagramma convenzionale. Per questo motivo, elevati livelli di frammentazione del DNA nello sperma:
• Sono rilevabili frequentemente anche nello sperma di uomini con spermiodiagramma fisiologico.
• Sono elevati in maniera rilevante negli uomini infertili rispetto a quanti non soffrono di infertilità.
• Sono più elevati in quegli uomini con valori alterati (motilità, concentrazione, morfologia) nello spermiodiagramma, anche se ciò non è sempre valido.
Inoltre,
• Non sono correlati alla percentuale di fecondazione in vitro o allo sviluppo degli embrioni nei primi due giorni della loro divisione cellulare in laboratorio
• Sono, però, correlati, allo sviluppo degli embrioni quando si manifesta il genoma paterno, e cioè quando l’embrione si avvicina alla fase di blastociste
• Sono correlati agli aborti spontanei del primo trimestre, alle gravidanze chimiche ed ai fallimenti di impianto in seguito a qualunque metodo di fecondazione assistita (IUI, IVF o ICSI)
Cosa provoca la frammentazione del DNA nello sperma?
Di solito, la frammentazione del DNA nello sperma è provocata intrinsecamente da stress ossidante e dalle anomalie della procedura di apoptosi dello sperma. L’apoptosi è un procedimento biologico fisiologico per allontanare gli spermatozoi 'invecchiati' ed ha luogo nello sperma di tutti gli uomini. Elevate percentuali di frammentazione di DNA nello sperma, possono essere il risultato di fattori come:
• Anamnesi di chemioterapia/ radioterapia
• Infiammazione, presenza di febbre alta
• Alimentazione cattiva (ricca di grassi)
• Uso di farmaci o di sostanze stupefacenti
• Temperatura aumentata dei testicoli
• Fumo
• Esposizione a sostanze ambientali e tossiche
• Età dell’uomo (>50)
• Varicocele
Quali sono le coppie che potrebbero trarre vantaggi da questo esame genetico?
Coppie con
• Numerosi fallimenti di cicli di FIVET convenzionale o FIVET con microfecondazione (ICSI)
• Precedenti gravidanze biochimiche
• Età avanzata
• Anamnesi di varicocele
• Esposizione a sostanze ambientali e tossiche
Vantaggi dell'esame per la percentuale di DNA frammentato nello sperma
L'esame genetico di frammentazione del DNA negli spermatozoi è un metodo affidabile che può essere utilizzato come:
• fattore di prognosi per gravidanze con cicli di FIVET;
• rilevamento di uomini che presentano una cattiva prognosi e quindi hanno poche probabilità di ottenere una gravidanza.
In una coppia in cui l’uomo presenta un elevato tasso di DNA frammentato nello sperma, è sconsigliabile sottoporsi a tentativi per ottenere una gravidanza, con qualunque metodo di riproduzione assistita?
Gravidanze fisiologiche possono verificarsi anche in coppie in cui l’uomo presenta un'elevata percentuale di frammentazione del DNA nel liquido seminale, ma certamente con probabilità minori, dato che la percentuale di spermatozoi non frammentati è notevolmente inferiore. Con ciò si intende sottolineare che non basta solo l’esame ed è sempre necessario considerare l’anamnesi di ogni coppia singolarmente. Ad esempio, ricerche hanno dimostrato che l’ovulo proveniente da una donna (età <35) ha la capacità di “correggere” fino ad anche il 40% di DNA frammentato nello sperma.
Ciononostante, gli embrioni risultanti da sperma con elevate percentuali di DNA frammentato non hanno una buona prognosi per quanto riguarda l’impianto, con probabilità di mutazione e interruzione dello sviluppo degli embrioni, che arrivano fino alla fase di blastociste o anche all’aborto spontaneo.
Esiste una terapia?
Nei casi in cui la frammentazione del DNA nello sperma è il risultato di uno stress ossidativo, il cambiamento dello stile di vita e dell'alimentazione possono contribuire ad affrontare questo fenomeno, in alcuni casi. Complessi vitaminici con azione antiossidante e alimenti, come verdure, frutta secca, vino rosso, ecc., ricchi di sostanze simili, oltre alla terapia di infiammazioni, sono indubbiamente indispensabili e possono aiutare. Per questo motivo, in seguito ad un determinato trattamento, è opportuno ricontrollare i livelli di frammentazione nel DNA seminale.
Inoltre, le ricerche hanno dimostrato che nei casi in cui lo sperma presenta un alto tasso di frammentazione del DNA, la microfecondazione (ICSI) è il metodo più indicato rispetto alla FIVET convenzionale e deve essere privilegiato.
Cosa realmente rivela la frammentazione del DNA nel liquido seminale?
Esistono numerosi metodi di misurazione della percentuale di frammentazione del DNA spermatico.
La tecnica utilizzata nel nostro laboratorio, si basa sulla misurazione della dispersione cromatinica degli spermatozoi (SCD-Sperm Chromatin Dispersion Test).
Il campione è sottoposto ad elaborazione chimica allo scopo di denaturare il DNA degli spermatozoi ed allontanare le loro proteine nucleari (Halosperm Kit), creando un alone. Segue la valutazione di circa 500 spermatozoi con microscopio, i quali si distinguono in spermatozoi fisiologici (con alone intorno alla testa) e quelli danneggiati con DNA frammentato (con alone molto piccolo oppure senza alone) (immagine 2).
IMMAGINE 2- (a) Spermatozoo fisiologico – senza DNA frammentato – che appare con alone intorno alla sua testa. Spermatozoi danneggiati - con DNA frammentato - (b) con alone molto piccolo e (c) senza alcun alone intorno alla loro testa.
I risultati sono espressi in DFI (DNA Fragmentation Index), che sarebbe un indice (%) per gli spermatozoi del campione che presentano DNA frammentato.
In base alla bibliografia internazionale, i risultati sono suddivisi in tre categorie, secondo l’indice di frammentazione o DFI (%) nello sperma, che sono le seguenti:
DFI >30%: elevata percentuale di spermatozoi con DNA frammentato, limitata capacità fecondativa.
DFI 16-29%: media percentuale di spermatozoi con DNA frammentato, elevata capacità fecondativa.
DFI <15%: bassa percentuale di spermatozoi con DNA frammentato, elevata capacità fecondativa.
Il risultato è ritenuto fisiologico quando l’indice DFI (%) di DNA frammentato nello sperma è inferiore al 30%.
Gravidanze fisiologiche si hanno anche in coppie dove il coniuge presenta un’elevata percentuale di DNA seminale frammentato, ma con capacità ridotta di ottenere una gravidanza e con un rischio aumentato di abortività.