DNS-Fragmentierung in spermatozoiden

DEFINITION DER DNS-FRAGMENTIERUNG IN SPERMIEN

Was versteht man unter DNS-Fragmentierung in Spermien und welche Bedeutung hat sie?

Die DNS-Fragmentierung der Spermien bezieht sich, wie schon ihr Name sagt, auf Brüche oder Beschädigungen des Genmaterials der Spermatozoide.

Je mehr Schäden vorhanden sind, desto geringer ist die Vollständigkeit des genetischen Materials und die Wahrscheinlichkeit, dass es zu einer Schwangerschaft mit vollständiger Austragung kommt.

Können DNS-Schäden repariert werden?

In manchen Fällen kann die Eizelle die Schäden der DNS des Spermatozoids, das sie befruchtet hat, reparieren. Dies hängt jedoch von mehreren Faktoren ab:

  • Art des DNS-Schadens.
  • Betroffener Prozentsatz der DNS des Spermatozoids.
  • Qualität der Eizelle, denn davon hängt ab, ob der DNS-Schaden des Spermatozoids repariert werden kann oder nicht. Dieser Parameter hängt im Allgemeinen vom Alter der Patientin ab.

Kann es Unterschiede zwischen verschiedenen Proben desselben Patienten geben?

Ja, der Grad der DNS-Fragmentierung kann von einer Probe zu einer anderen, die eine oder mehrere Wochen später gewonnen wurde, unterschiedlich sein.

Gibt es Behandlungsmöglichkeiten, um den Grad der DNS-Fragmentierung in Spermien zu verbessern?

Einige Studien weisen darauf hin, dass die Behandlung mit Antioxidantien den Grad der DNS-Fragmentierung signifikativ reduzieren kann. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass manche Patienten auf die Behandlung nicht ansprechen, insbesondere, wenn die DNS-Schäden durch toxische Faktoren oder hohe Temperaturen, die Caspasen und Endonukleasen der Spermien aktivieren, verursacht wurden.

In diesen Fällen empfehlen wir die Verwendung von Spermatozoiden, die direkt aus den Hoden entnommen werden, denn man hat beobachtet, dass der Grad ihrer Fragmentierung deutlich niedriger liegt.

UNTERSCHIEDE ZWISCHEN SPERMIOGRAMM UND TEST ZUR FESTSTELLUNG DER FRAGMENTIERUNG

Können mit Hilfe eines Spermiogramms Schäden am genetischen Material eines Spermatozoids festgestellt werden?

Nein. Ein Spermiogramm bewertet andere Aspekte der Samenprobe wie die Anzahl der Spermien sowie ihre Beweglichkeit und Form. Die Vollständigkeit des genetischen Materials wird dabei nicht untersucht.

URSACHEN

Wie kann es dazu kommen, dass die DNS eines Spermatozoids beschädigt wird?

Es gibt verschiedene Ursachen, die angeboren oder von externen Faktoren bedingt sein können.

Angeborene Faktoren sind unter anderem:

  • Ineffiziente Selektion: Die Spermien werden in den Hodenkanälchen in den Hoden gebildet. In manchen Fällen erleiden die Spermien und ihre Vorläuferzellen Veränderungen genetischer Natur, die zu DNS-Schäden führen. Diese beschädigten Spermien werden normalerweise aussortiert und eliminiert, aber wenn der Selektionsmechanismus nicht funktioniert, treten im Ejakulat Spermien mit fragmentierter DNS auf.
  • Fehlerhafte Reifung: Die Spermatozoiden reifen im Nebenhoden und werden dort gelagert.

Durch diesen Reifungsprozess erhalten sie ihr Kernchromatin und erwerben ihre Beweglichkeit. Wenn dieser Prozess nicht korrekt abläuft, kann es zu Schäden an der Spermien-DNS kommen.

Externe Faktoren sind unter anderem:

  • Schäden aufgrund von Strahlen- oder chemotherapeutischen Behandlungen.
  • Varikozele.
  • Erkrankung mit hohem Fieber.
  • Exposition gegenüber hohen Temperaturen.
  • Akute und chronische Entzündungskrankheiten.
  • Post-testikulärer oxidativer Stress: Während des Transports der Spermatozoiden durch die Nebenhoden kann es zu einer DNS-Fragmentierungen in den Spermien kommen. Einer der wichtigsten Mechanismen steht mit der Produktion von freien Radikalen in Zusammenhang, und zwar entweder durch unreife Spermien oder durch Zellen des Nebenhodenepithels, die das genetische Material der Spermatozoiden direkt beschädigen. Die Aktivierung der Caspasen und Endonukleasen der Spermien durch toxische Faktoren oder hohe Temperaturen kann ebenfalls zur Fragmentierung der DNS führen.

METHODEN ZUR UNTERSUCHUNG DER FRAGMENTIERUNG DER SPERMIEN-DNS

Wie kann man die Fragmentierung der Spermien-DNS feststellen?

Es gibt verschiedenen Methoden, mit denen man den Grad der Fragmentierung messen kann. In unserem Zentrum verwenden wir den TUNEL-Test. Dieser Test wird von führenden Meinungsmachern zur Untersuchung der DNS-Fragmentierung empfohlen.

Wie unterscheiden sich die Methoden von einander?

Die meisten Fragmentierungstests, einschließlich des SCSA- und des SCD-Tests, messen potenzielle Schäden und die Empfindlichkeit der DNS bezüglich ihrer Denaturierung und haben deshalb einen geringeren Vorhersagewert. Der TUNEL-Test dagegen misst die tatsächlichen Schäden und hat einen hohen Wert zur Vorhersage bei Techniken der Reproduktionsmedizin. Der empfohlene Grenzwert der Normalität beträgt für den TUNEL-Test gegenwärtig < 15 %.
Beim TUNEL-Test werden die Spermatozoiden durch ein Enzym mit markierten Nukleotiden versehen. Spermatozoiden mit fragmentierter DNS weisen bei Betrachtung durch ein Feldelektronenmikroskop eine klare Färbung und bei Betrachtung durch ein Fluoreszenzmikroskop eine fluoreszente grüne Färbung auf.

KLINISCHE INDIKATION

In welchen Fällen ist ein DNS-Fragmentierungstest indiziert?

Dieser Test wird in folgenden Fällen empfohlen:

  • Idiopathische (unerklärbare) Unfruchtbarkeit.
  • Nach mehreren gescheiterten künstlichen Befruchtungsversuchen.
  • In Fällen, in denen eine schlechte Embryo-Qualität beobachtet wurde.
  • Bei Patientinnen, die wiederholt Fehlgeburten erlitten haben.
  • Varikozele.
  • Männer über 45.
  • In Fällen von eingefrorenem Sperma (dabei wird überprüft, ob die gefrorene Samenprobe einen akzeptablen Fragmentierungsgrad aufweist).
  • Auftreten von Fieber in den letzten 3 Monaten.

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