Frammentazione del DNA spermatico e danno alla fertilità

La frammentazione del DNA spermatico (SDF) ha un impatto significativo sulla fertilità maschile ed è correlata a vari fattori clinici e ambientali.

L’integrità del DNA spermatico è fondamentale per la fecondazione e lo sviluppo un embrione sano. Lo spermatozoo durante le fasi della spermatogenesi subisce un importante rimodellamento molecolare del suo nucleo che coinvolge la compattazione e protezione del contenuto genetico. Diversi fattori genici e ambientali possono influire negativamente sull’integrità del DNA spermatico. Alcuni meccanismi testicolari, come maturazione difettosa, apoptosi abortiva, in particolare in presenza nell’organismo di stress Ossidativo e di bassa capacità antiossidante dell’organismo, portano a rischio di frammentazione del DNA spermatico (SDF), che influisce e influenza la riproduzione naturale ed anche quella assistita, alterando la capacità di fecondazione e portando ad infertilità nel maschio.
Un numero crescente di studi sottolinea la relazione diretta tra danno al DNA spermatico e infertilità maschile. Alcuni test specialistici possono valutare il danno al DNA spermatico, con il test di frammentazione del DNA spermatico, che rivela le rotture del DNA a singolo filamento o con il Tunel test che rileva le rotture a doppio filamento del DNA spermativo, però tali indagini non sono ancora utilizzate comunemente di routine nella pratica clinica e gli specialisti non la richiedono quasi mai assieme allo spermiogramma. Il risultato dell’analisi di questi Test SDF possono dare informazioni utili a migliorare il successo della fertilità.
La valutazione degli uomini infertili si basa ancora sull’analisi convenzionale del liquido seminale, ma da sola non basta a valutare il potenziale di fertilità maschile e il successo della tecnologia di riproduzione assistita Anche in presenza di un liquido seminale normale per concentrazione, motilità e morfologia degli spermatozoi potrebbe essere presente una alterazione del DNA spermatico non evidenziabile con il solo spermiogramma.
Il DNA spermatico alterato nella forma sia della testa che del collo o della coda può a seconda della percentuale di forme alterate essere dannoso per la normale fecondazione, lo sviluppo dell’embrione e il successo riproduttivo
La causa della frammentazione del DNA spermatico può essere dovuta a fattori ambientali, come fumo, inquinanti ambientali, farmaci, calore, sostanze tossiche, l’ambiente lavorativo, cattivo stile di vita, ma anche da fattori organici individuali, come arresto della maturità spermatica, difetti delle cellule germinali, apoptosi abortiva e il temuto stress ossidativo, poco individuabile senza le opportune indagini specialistiche. Lo Stress ossidativo, prodotto dai ROS è un importante fattore, sia endogeno che ambientale che contribuisce all’infertilità maschile. Le specie reattive dell’ossigeno (ROS) sono necessarie in quantità fisiologiche per i processi come l’apoptosi e la capacitazione, ma la sovrapproduzione, o la scarsa capacità antiossidante del sistema endogeno di detossificazione porta a alterazioni come il danno al DNA che può indurre la mancata corrispondenza delle basi del DNA, la perdita o modifica di una base, gli addotti al DNA , le rotture a singolo filamento (SSB) e rotture a doppio filamento (DSB). Tutto ciò può compromettere il concepimento.
Il danno al DNA può essere indotto indirettamente dallo stress ossidativo attraverso sottoprodotti della perossidazione lipidica, in particolare malondialdeide (MDA) , 4-idrossinonenale (4HNE) che possono introdurre addotti del DNA, come 8-idrossi-2′-deossiguanosina (8-OHdG), con conseguente danno al DNA
Il test SCD distingue fra spermatozoi normali e spermatozoi affetti, sulla base della valutazione di spermatozoi con un alone di dispersione della cromatina (spermatozoo normale) o senza alone di dispersione (spermatozoo anormale). Nel test SCD, si osserva un distinto “alone” (anse di DNA disperse) dopo la rimozione delle proteine legate al DNA, mentre aloni piccoli o assenti indicano danni al DNA.

Test Framm DNA spermatico Halosperm- singolo filamento

Normale                           Alterati

Il Test TUNEL – singolo e doppio filamento

identifica le cellule apoptotiche attraverso l’inserimento di nucleotidi marcati alle estremità 3’-OH del DNA che hanno subito rotture a causa dell’induzione dell’apoptosi. Questa reazione si deve all’attività dell’enzima terminal deoxynucleotidyl transferase

Cause del danno spermatico

 

Un’altra valutazione va fatta presente nell’infertilità maschile considerata idiopatica , ma solo perché è indaginoso e inpegnativo considerare, ad esempio, anche un altro importante aspetto per l’infertilità che è quello della valutazione delle possibili alterazioni di alcuni geni coinvolti nella spermatogenesi che, se presentano varianti geniche alterate possono essere causa di infertilità maschile. L’analisi di questi geni che sappiamo coinvolti, può fare luce sul motivo di una infertilità rimasta inspiegata.’
L’SDF aumenta con l’età, a partire dagli anni riproduttivi e raddoppiando tra i 20 e i 60 anni Questo si ritiene sia dovuto a una maggiore esposizione a stress ossidativo, a un impacchettamento difettoso della cromatina spermatica e apoptosi disordinata che si verificano con l’invecchiamento. Le associazioni cliniche con un aumento della frammentazione del DNA spermatico includono il varicocele, che induce danni ai testicoli e SDF attraverso l’aumento della temperatura intratesticolare e il flusso retrogrado dei metaboliti renali e surrenali che determinano OS e apoptosi. Le infezioni genitourinarie e la successiva leucocitospermia aumentano la produzione di ROS.

Da World Men’s Health J .October 2020;38(4):412-471.