Frammentazione del dna spermatico e fertilità

L’integrità del DNA dello spermatozoo che partecipa alla fertilizzazione dell’ovocita, è un parametro fondamentale per ottenere uno sviluppo embrionale corretto. Da diverse evidenze scientifiche è dimostrato che quando il DNA trasportato dallo spermatozoo è frammentato, ciò si ripercuote negativamente sullo sviluppo embrionale.

E' noto da tempo che gli spermatozoi umani eiaculati presentano, in proporzioni variabili, una serie di anomalie a livello genomico. (Kodama H et al., Fertil Steril. 1997; Shen HM et al.,J Androl. 1999)

La frammentazione del DNA, tra le anomalie genomiche menzionate, rappresenta un danno presente in maniera elevata negli spermatozoi di pazienti sub-fertili ed infertili e, si riferisce alla presenza di tagli a singolo e doppio filamento nell’elica del DNA.

La ricerca nel campo della frammentazione del DNA negli spermatozoi umani ha subito un notevole incremento negli ultimi decenni, in quanto, quest’anomalia genomica è considerata di notevole importanza per almeno due ragioni.

La prima ragione si inserisce nella ricerca di parametri predittivi dello stato di fertilità maschile che siano di maggior valore, sia clinico che statistico, dei parametri seminali standard determinati dallo spermiogramma.

La seconda ragione risiede nel fatto che la frammentazione del DNA, ha un incidenza particolarmente elevata in pazienti sub-fertili ed infertili, cioè, pazienti che spesso devono sottoporsi a tecniche di fecondazione assistita (ART) per risolvere i problemi di infertilità.

Quanto all’origine della frammentazione del DNA degli spermatozoi, le cause ed i meccanismi alla base di questo fenomeno non sono stati ancora del tutto chiariti, sebbene la frammentazione del DNA spermatico è la manifestazione di un danno provocato dalla presenza elevata di sostanze ossidanti (ROS) che provengono dall’ambiente esterno o che vengono prodotte nell’organismo stesso.

In un recente studio si è dimostrato come in un campione di 500 coppie che presentavano infertilità inspiegata, circa l'80% di queste avevano tutte un’alterazione in comune: una percentuale elevata di danno al DNA degli spermatozoi (frammentazione del DNA) contenuti nel liquido seminale dei partner maschili. Lo studio descritto, è il primo a presentare prove che suggeriscono come la probabilità di concepire, dopo Fecondazione in vitro sia legato alla quantità di spermatozoi con DNA danneggiato nel liquido seminale di un uomo. Si è evidenziato, che la presenza nel liquido seminale di una piccola quantità di spermatozoi con frammentazione del DNA (meno del 15% di spermatozoi) è considerata normale, ma se il danno raggiunge più del 25-29 % degli spermatozoi le probabilità di avere una gravidanza si riducono molto. (Lewis S. et al., Reprod Biomed Online. 2013).

La frammentazione del DNA potrebbe infatti alterare la capacità del DNA spermico di decondensare e di sostenere un corretto sviluppo embrionale. Sebbene sia noto che l’oocita sia in grado di riparare i danni al DNA degli spermatozoi, alcuni danni specifici del DNA spermatico potrebbero non essere riparabili, oppure, se tali danni sono eccessivi, potrebbero non essere riparati completamente. Infatti, la capacità dell’ovocita di riparare a questi danni dipende, oltre che dall’entità del danno, anche dalla sua qualità (e perciò dall’età della donna).

La questione assume un’importanza particolare soprattutto quando si parla di coppie che ricorrono alla fecondazione medicalmente assistita, in cui l’età della partner femminile è piuttosto avanzata. Infatti l’età della donna incide notevolmente sulla qualità oocitaria e quindi anche sulla capacità riparativa dell’oocita nei confronti del danno al DNA.

Molte delle discordanze sull'impatto che la deframmentazione del DNA spermatico ha sulla capacità fecondante dipendono dalle differenze dovute ad una diversa incidenza del fattore femminile nei diversi studi. Altra possibile causa del disaccordo fra i dati pubblicati, è relativa alla tecnica usata per rivelare la frammentazione del DNA. Anche considerando solo le due tecniche più utilizzate, cioè il TUNEL e l’ SCSA, possiamo osservare che esse non misurano lo stesso tipo di danno al DNA. Infatti il TUNEL rivela il danno “reale”, gli effettivi tagli (a singola e doppia elica) del DNA. L’SCSA invece misura un danno “potenziale” cioè misura la suscettibilità della cromatina alla denaturazione indotta. Recentemente è stato messo a punto un nuovo test che non si avvale della citometria a flusso e trova facile applicazione nei laboratori anche di PMA.

Il test si basa sul principio che il DNA integro, dopo denaturazione e rimozione delle proteine nucleari (che assemblano e rendono compatta la struttura della cromatina) è capace di formare dei loop, creando una struttura al di fuori della cellula definita Halo. Il DNA frammentato avendo delle rotture all’interno della propria struttura non è più in grado, o lo è in minima parte, di creare tali loop.

Tale sistema di valutazione è stato comparato con gli altri in uso ed è stato notato come diano tutti valori di frammentazione di DNA simili. (Chohan R. et al;J Androl. 2006)

Il test di deframmentazione del DNA spermatico, può aiutare molte coppie a cercare migliori opzioni di trattamento, riducendo così il rischio di sprecare tempo, denaro ed emozioni.