Fragmentacja DNA plemników (CYT)

Nasienie należy pobrać do jałowego pojemnika.
Materiał pownien być pobrany po kilkudniowej (2-7 dni) abstynencji płciowej.
Materiał należy oddać drogą masturbacji.

Wysoki poziom fragmentacji DNA plemników może decydować o:

• obniżonej zdolności do zapłodnienia,
  
• nieprawidłowym podziale zygoty i zaburzeniach na wczesnym etapie rozwoju zarodka,
  
• częstszych wczesnych i spontanicznych poronieniach,
  
• podwyższonym ryzyku uszkodzenia genomu,
  
• zaburzeniach implantacji zarodka,
  
• podwyższonym ryzyku przeniesienia wad genetycznych na potomstwo.
  

Badanie fragmentacji DNA plemnika pozwala na szczegółowe sprawdzenie jakości materiału genetycznego jako prognostycznego parametru skuteczności zapłodnienia, rozwoju ciąży i urodzenia zdrowego dziecka. Standardowa ocena nasienia nie zawsze dostarcza wszystkich koniecznych informacji umożliwiających określenie płodności pacjenta.

Zarodki uzyskane wskutek zapłodnienia komórki jajowej plemnikiem z nieprawidłowym (wysokim) stopniem fragmentacji DNA mają słabe rokowania już na etapie rozwoju w stadium blastocysty (5-dniowy zarodek). Podane do macicy znacznie gorzej się przyjmują, a uzyskane dzięki nim ciąże częściej mogą kończyć się poronieniami, nieprawidłowościami i zwiększoną podatnością potomstwa na zachorowalność na nowotwory.

Podwyższony poziom fragmentacji DNA plemnikowego związany jest m. in. z infekcjami, gorączką, podwyższeniem temperatury w okolicach jąder, paleniem papierosów, nieodpowiednią dietą, używkami, ekspozycją na zanieczyszczenia środowiskowe, jak również z zaawansowanym wiekiem. Leczenie, a dokładniej zminimalizowanie poziomu fragmentacji zależy od czynnika sprawczego. Jeśli przyczyną uszkodzeń w chromatynie był stres oksydacyjny, zmiana stylu życia oraz zbilansowana dieta mogą przyczynić się do obniżenia stopnia uszkodzenia DNA. Stosowanie antybiotykoterapii w przypadku stanów infekcyjnych również powinno poskutkować obniżeniem poziomu fragmentacji. Zweryfikowanie trafności podjętych czynności należy sprawdzić oceniając jakość materiału genetycznego powtórnie, w odstępie 2-3 miesięcy od pierwszej analizy.

Plemniki dostarczają połowę jądrowego DNA do zygoty, integralność DNA plemnika ma więc kluczowe znaczenie dla prawidłowej embriogenezy. Fragmentacja DNA obejmuje zarówno przerwy jedno-, jak i dwuniciowe. Uszkodzenia DNA plemnika obejmują szersze spektrum nieprawidłowości, w tym pęknięcia nici, delecje, substytucje zasad, modyfikacje histonów, nieprawidłową strukturę drugorzędową DNA, jak również powstałe w komórce wadliwe białko. Uszkodzenie DNA plemnika może wystąpić pomimo prawidłowego kariotypu ojcowskiego. Niskiego stopnia fragmentacja jest zjawiskiem normalnym, obserwowane u większości płodnych mężczyzn. Plemniki ze znacznie uszkodzonym DNA mogą skutecznie zapłodnić komórkę jajową a następnie może powstać zarodek, który dalej się rozwija. Implantacja zarodka może zakończyć się niepowodzeniem lub doprowadzić do ciąży i wczesnego jej poronienia. Zjawisko to może wyjaśniać niektóre przypadki tak zwanego „niewyjaśnionego” poronienia zarodka o prawidłowym kariotypie, zwłaszcza gdy aktywowany jest genom ojca w późniejszych stadiach rozwoju embrionalnego. Plemniki mają ograniczone mechanizmy naprawy DNA, co czyni je podatnymi na różnorodne działanie czynników powodujących uszkodzenia DNA. Chociaż zdrowy oocyt może dokonać pewnej ograniczonej naprawy DNA plemnika, jest to uzależnione od wysokiej jakości oocytu, który zwykle występuje u młodszych, bardziej płodnych kobiet.

Natomiast duże ilości uszkodzeń DNA nie są łatwo naprawialne nawet przez zdrowy, silny oocyt. Uważa się, że przyczyną fragmentacji jest wiele czynników wpływających na DNA jądrowy i mitochondrialny. Spermatogeneza jest złożonym procesem obejmującym zmiany w białkach jądrowych związanym z podziałem komórkowym. Reaktywne formy tlenu (ROS) i post-jądrowy stres również odgrywa ważną rolę w uszkodzeniu DNA plemników. Wykazano, że starzenie się mężczyzn wiąże się ze wzrostem fragmentacji, być może z powodu zmniejszonej wierności replikacji i akumulacji mutacji de novo w prekursorach plemników. Zatem zarówno wiek ojca, jak i matki (ze względu na zmniejszoną zdolność oocyty do naprawy DNA plemnika) mogą wpływać na płodność poprzez rozprzestrzenianie się uszkodzeń DNA plemnika. Zarówno niedojrzałe, jak i uszkodzone plemniki, które nie weszły, choć powinny, na szlak apoptozą wytwarzają duże ilości ROS. Powstały stres oksydacyjny może wpływać na dojrzałe plemniki podczas wspólnej migracji w nasieniu w kanalikach nasiennych, podczas gromadzenia się plemników w najądrzach, a także po ejakulacji. Dodatkowe czynniki takie jak spożycie alkoholu, palenie tytoniu, infekcje, leki, żylaki powrózka nasiennego i inne choroby mogą również powodować uszkodzenie DNA poprzez zwiększoną produkcję ROS.