Fragmentación del ADN espermático

La fragmentación del ADN se caracteriza por roturas que afectan tanto a una de las cadenas (roturas de cadena sencilla) como a las dos y afectando a pares de bases complementarias (roturas de cadena doble).

Se ha visto que el oocito y el embrión temprano reparan el daño del ADN espermático, por lo que el efecto biológico de una estructura cromatínica anormal en el espermatozoide depende de los efectos combinados del daño en el ADN y de la capacidad del oocito para repararlo.

Origen de la fragmentación del ADN

Hay evidencias que sugieren que los radicales libres de oxígeno (ROS: Reactive Oxygen Species) contribuyen en el daño del semen en algunos de los casos de infertilidad en hombres.  Las ROS son productos que se obtienen durante el metabolismo celular normal.  La mayor parte de la energía del cuerpo se obtiene en reacciones enzimáticas controladas de reducción del oxígeno con el hidrógeno en el proceso de fosforilación oxidativa que tiene lugar en la mitocondria durante el metabolismo oxidativo. Los radicales libres se forman durante esa reducción enzimática del oxígeno.

Un radical libre se define como una molécula de oxígeno que contiene uno o más electrones desapareados (los términos “radical libre” y “ROS” se utilizan por igual, aunque no son exactamente lo mismo: no todos los ROS son radicales libres). Los radicales libres participan en reacciones químicas en las que ceden su electrón desapareado oxidando lípidos de membrana, aminoácidos de proteínas y carbohidratos como los del ADN. Son capaces de causar infertilidad principalmente por dos mecanismos: en el primero, los ROS peroxidan los ácidos grasos insaturados dañando las membranas de los espermatozoides, lo que reduce su movilidad y su habilidad para fusionarse con el oocito. La mitocondria también resulta dañada, lo que hace que disminuya la energía disponible, siendo otro factor más que afecta a la movilidad del espermatozoide. En el segundo mecanismo,  los ROS dañan directamente al ADN del espermatozoide, comprometiendo la contribución genómica paternal al embrión.

Estrés oxidativo

El daño provocado por ROS es conocido como estrés oxidativo. El cuerpo humano ha desarrollado varias estrategias antioxidantes para protegerse de este daño. El estrés oxidativo tiene lugar cuando la producción de ROS sobrepasa la capacidad antioxidante de los mecanismos de defensa, lo que lleva al daño celular. El plasma seminal y los propios espermatozoides tienen protección antioxidante. Los antioxidantes del plasma seminal ayudan a minimizar el estrés oxidativo de los espermatozoides eyaculados, pero no pueden actuar a nivel de la rete-testis y epidídimo.

Origen del estrés oxidativo

El estrés oxidativo puede tener varios orígenes: idiopático (desconocido), iatrogénico (centrifugación, medicamentos), estilo de vida (tabaco, alcohol, obesidad, estrés, edad avanzada, mala dieta), ambiental (calor, contaminación, metales pesados, plastificantes, pesticidas/herbicidas), infecciones (tracto genito-urinario, infección sistémica), autoinmune (vasectomía, torsión, prostatitis crónica), testicular o enfermedades crónicas (diabetes, fallo renal crónico, hemoglobinopatías, hiperhomocisteinemia).

Test de fragmentación de ADN

Existen diversas técnicas para detectar el daño del ADN espermático.  Algunas se basan en la detección directa de las roturas en las hebras de ADN (como por ejemplo la técnica TUNEL-Tdt-mediated-dUTPNick End-labelling), mientras que otras se basan en evidenciar la presencia de regiones susceptibles a presentar daño al inducir vulnerabilidad in Vitro (como el SCSA o Sperm Chromatin Structur Assay y el Sperm Chromatin dispersión test o SCD test).

En la Clínica Tambre la técnica elegida para estudiar la fragmentación de ADN es el SCD test. Básicamente, el método consiste en  someter una muestra de semen a un tratamiento ácido inicial que desnaturaliza el ADN y  posteriormente a una desproteinización controlada que retira la mayor parte de las proteínas nucleares. En los espermatozoides sin una fragmentación masiva del ADN se producen nucleoides con grandes halos de bucles de ADN emergiendo de un core central, mientras que los nucleoides de espermatozoides con ADN fragmentado no muestran halo de dispersión o es mínimo. La muestra se tiñe y se estudia al microscopio. Se hace un recuento del tipo de halo que presenta cada espermatozoide, calculando así el porcentaje de espermatozoides con ADN fragmentado.

Indicaciones para el test de fragmentación de ADN

Hay varias situaciones en las que puede estar indicado el test de fragmentación de ADN. Algunas de las indicaciones más importantes son las siguientes: infertilidad de origen desconocido, fallos repetidos en tratamientos de reproducción asistida, varicocele de grados II y III, edad del varón superior a los 40 años, etc.

Alternativas en caso de fragmentación de ADN anormal

Tratamiento con antioxidantes: en la actualidad no hay un tratamiento de referencia ni estudios que demuestren la eficacia de dichos tratamientos, sin embargo, al estar relacionado el estrés oxidativo con la fragmentación de ADN, es una alternativa más.
Congelación de varias muestras de semen: Esto permite la selección y utilización de la muestra con menor porcentaje de fragmentación de ADN
Sperm-slow: Si el tratamiento de reproducción asistida es un ICSI (inyección intracitoplasmática de espermatozoides) se puede usar un medio especial de selección de espermatozoides. Los espermatozoides se sumergen en dicho medio, denominado “sperm-slow”. En este medio los espermatozoides maduros se ralentizan, lo cual permite su distinción frente a los demás. Esto permite mejorar la selección del espermatozoide lo que aumenta la probabilidad de escoger un espermatozoide sano con el que microinyectar el óvulo.