ارزیابی شکست DNA اسپرم در بیماران با گلبوزوسپرمیای نسبی

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه زیست‌شناسی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

2 استادیار، گروه آندرولوژی، مرکز تحقیقات پزشکی تولید مثل، پژوهشکده‌ی زیست‌شناسی و علوم پزشکی تولید مثل، جهاد دانشگاهی، پژوهشگاه رویان، تهران، ایران

3 3- دانشیار، گروه آندرولوژی، مرکز تحقیقات پزشکی تولید مثل، پژوهشکده‌ی زیست‌شناسی و علوم پزشکی تولید مثل، جهاد دانشگاهی، پژوهشگاه رویان، تهران، ایران

4 3- استادیار، گروه زیست شناسی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: ناباروری یکی از مشکلاتی است که حدود 15 درصد از زوج‌ها با آن مواجه می‌باشند. مطالعات نشان داده است که اسپرم مردان نابارور دارای نقص‌های عملکردی و ساختاری متفاوتی می‌باشد. گلبوزوسپرمیا یک نوع نادر ولی شدید از اختلالات اسپرم با شیوع کمتر از 1/0 درصد است که باعث ناباروری مردان می‌گردد و اسپرم‌هایی با سر گرد و فاقد آکروزوم از جمله ویژگی‌های مورفولوژیک آن‌ محسوب می‌گردد. در گلبوزوسپرمیای کامل، تمام اسپرم‌ها ودر گلبوزوسپرمیای نسبی، درصدی از اسپرم‌ها فاقد آکروزوم بوده، دارای سر گرد هستند. در مطالعات قبلی مشخص شده است که میزان شکست DNA اسپرم با اختلالات مورفولوژی اسپرم در ارتباط می‌باشد. در نتیجه، ممکن است که اسپرم‌های سرگرد، دارای اختلال در ساختار کروماتین و یا شکست DNA باشند. هدف از این مطالعه، ارزیابی شکست DNA اسپرم در بیماران مبتلا به گلبوزوسپرمیای نسبی بود.روش‌ها: این مطالعه بر روی 33 فرد مبتلا به بیماری گلبوزوسپرمای نسبی و 44 مرد با اسپرموگرام طبیعی بر طبق معیارهای سازمان جهانی بهداشت، مراجعه کننده به مرکز باروری و ناباروری پژوهشگاه رویان صورت گرفت. شکست  DNAاسپرم با استفاده از دو روش TUNEL (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling) و SCSA (Sperm chromatin structure assay) برای هر فرد مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته‌ها: شکست DNA در گروه بیمار و شاهد با روش TUNEL به ترتیب 68/18 ± 81/24 و 22/4 ± 50/11 درصد و با روش SCSA به ترتیب 69/16 ± 57/26 و 24/9 ± 75/14 درصد بود. میزان درصد شکست DNA در بیماران گلبوزوسپرمیای نسبی تفاوت معنی‌داری با گروه شاهد در هر دو روش TUNEL و SCSA نشان داد. در گروه شاهد و بیمار بین نتایج روش TUNEL و SCSA رابطه‌ی معنی‌دار مثبت وجود داشت (001/0 > P؛ 484/0 = r). همچنین، با هر دو روش، رابطه‌ی معنی‌داری بین شکست DNA و پارامترهای اسپرمی نظیر سر گرد مشاهده شد.نتیجه‌گیری: تا زمان انجام این پژوهش، چندین مطالعه در زمینه‌ی یافتن ارتباط بین میزان شکست DNA و ویژگی‌های اسپرم انجام شده بود و این مطالعه بزرگ‌ترین مطالعه‌ای بود که درباره‌ی‌ رابطه‌ی بین DFI (DNA Fragmentation Index) و اسپر‌م‌های با سر گرد با استفاده از روش‌های TUNEL و SCSA در بیماران گلبوزوسپرم نسبی انجام شد. نتایج مطالعه‌ی حاضر نشان داد که در اسپرم‌هایی که شکل سر آن‌ها غیرطبیعی است، ساختار DNA نیز دچار نقص بوده، در برابر آسیب حساس‌تر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Assessment of Sperm DNA Fragmentation in Patients with Partial

نویسندگان [English]

  • Fereshteh Rasouli 1
  • Marjan sabbaghian 2
  • Mohammad Ali Sadighi-Gilani 3
  • Ramesh Monajemi 4
1 MSc Student, Department of Biology, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Andrology, Reproductive Biomedicine Research Center, Royan Institute for Reproductive Biomedicine, The Academic Center for Education, Culture and Research (ACECR), Tehran, Iran
3 Associate Professor, Department of Andrology, Reproductive Biomedicine Research Center, Royan Institute for Reproductive Biomedicine, The Academic Center for Education, Culture and Research (ACECR), Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Department of Biology, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: Infertility is estimated to affect up to 15% of couples of reproductive age. Globozoospermia is a rare (incidence < 0.1%) but severe disorder in male infertility. It is characterized by the absence of acrosome in round-headed spermatozoa. Cases with partial globozoospermic are a group of patients whose semen samples show only a fraction with this typical head shape. It is possible that round-headed sperm may have an abnormal chromatin structure and/or DNA strand breaks. Moreover, sperm DNA fragmentation is shown to be associated with teratozoospermia. This study aimed to assess the sperm DNA fragmentation in the patients with partial globozoospermia.Methods: In this prospective cohort study, 77 subjects including 33 infertile men with round-headed sperm (above 20%) and 44 normozospermic men as control was recruited over a 30-month period. Semen examination was based on World Health Organization guidelines. Sperm chromatin structure assay (SCSA) and terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) assay were done for evaluation of the chromatin structure.Findings: The analysis of sperm DNA fragmentation showed statistical differences between patients with partial globozoospermia and control group. Patients with partial globozoospermia had a higher mean level of DNA fragmentation than the men with normal spermogram in SCSA (26.57 ± 16.69 vs. 14.57 ± 9.24) and TUNEL (24.81 ± 18.68 vs. 11.50 ± 4.22) methods, respectively. The results of TUNEL and SCSA showed a strong relationship (r = 0.484; P < 0.001) in both groups. Conclusion: Some specific morphological abnormalities were shown to be predictive of chromatin alteration. The present study demonstrated that men with round-head sperm have elevated risk for DNA fragmentation in their sperm compared to control group. There are just some case reports about DNA fragmentation rate in men with globozoosprmia and further confirmation in a larger scale study is needed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Globozoospermia
  • Sperm DNA fragmentation
  • Sperm chromatin structure assay (SCSA)
  • Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) assay

مراجع

  1. Cooper TG, Noonan E, von ES, Auger J, Baker HW, Behre HM, et al. World Health Organization reference values for human semen characteristics. Hum Reprod Update 2010; 16(3): 231-45.
  2. Niederberger C. Re: Molecular cytogenetic and genetic aspects of globozoospermia: a review. J Urol 2012; 188(6): 2320.
  3. Brahem S, Mehdi M, Elghezal H, Saad A. Analysis of sperm aneuploidies and DNA fragmentation in patients with globozoospermia or with abnormal acrosomes. Urology 2011; 77(6): 1343-8.
  4. Vicari E, Perdichizzi A, de Palma A, Burrello N, D'Agata R, Calogero AE. Globozoospermia is associated with chromatin structure abnormalities: case report. Hum Reprod 2002; 17(8): 2128-33.
  5. Elinati E, Kuentz P, Redin C, Jaber S, Vanden Meerschaut F, Makarian J, et al. Globozoospermia is mainly due to DPY19L2 deletion via non-allelic homologous recombination involving two recombination hotspots. Hum Mol Genet 2012; 21(16): 3695-702.
  6. Avendano C, Franchi A, Taylor S, Morshedi M, Bocca S, Oehninger S. Fragmentation of DNA in morphologically normal human spermatozoa. Fertil Steril 2009; 91(4): 1077-84.
  7. Tarozzi N, Bizzaro D, Flamigni C, Borini A. Clinical relevance of sperm DNA damage in assisted reproduction. Reprod Biomed Online 2007; 14(6): 746-57.
  8. Carrell DT, Emery BR, Hammoud S. Altered protamine expression and diminished spermatogenesis: what is the link? Hum Reprod Update 2007; 13(3): 313-27.
  9. Benchaib M, Braun V, Lornage J, Hadj S, Salle B, Lejeune H, et al. Sperm DNA fragmentation decreases the pregnancy rate in an assisted reproductive technique. Hum Reprod 2003; 18(5): 1023-8.
  10. Evenson DP, Larson KL, Jost LK. Sperm chromatin structure assay: its clinical use for detecting sperm DNA fragmentation in male infertility and comparisons with other techniques. J Androl 2002; 23(1): 25-43.
  11. Ribas-Maynou J, Garcia-Peiro A, Fernandez-Encinas A, Abad C, Amengual MJ, Prada E, et al. Comprehensive analysis of sperm DNA fragmentation by five different assays: TUNEL assay, SCSA, SCD test and alkaline and neutral Comet assay. Andrology 2013; 1(5): 715-22.
  12. Agarwal A, Tsarev I, Erenpreiss J, Sharma R. Sperm chromatin assessment. In: Gardner DK, Weissman A, Howles CM, Shoham Z, editors. Textbook of assisted reproductive techniques. London, UK: Taylor and Francis; 2004.
  13. Chohan KR, Griffin JT, Lafromboise M, de Jonge CJ, Carrell DT. Comparison of chromatin assays for DNA fragmentation evaluation in human sperm. J Androl 2006; 27(1): 53-9.
  14. Virro MR, Larson-Cook KL, Evenson DP. Sperm chromatin structure assay (SCSA) parameters are related to fertilization, blastocyst development, and ongoing pregnancy in in vitro fertilization and intracytoplasmic sperm injection cycles. Fertil Steril 2004; 81(5): 1289-95.
  15. Darzynkiewicz Z, Traganos F, Sharpless T, Melamed MR. Thermal denaturation of DNA in situ as studied by acridine orange staining and automated cytofluorometry. Exp Cell Res 1975; 90(2): 411-28.
  16. Gorczyca W, Traganos F, Jesionowska H, Darzynkiewicz Z. Presence of DNA strand breaks and increased sensitivity of DNA in situ to denaturation in abnormal human sperm cells: analogy to apoptosis of somatic cells. Exp Cell Res 1993; 207(1): 202-5.
  17. Bigelow PL, Jarrell J, Young MR, Keefe TJ, Love EJ. Association of semen quality and occupational factors: comparison of case-control analysis and analysis of continuous variables. Fertil Steril 1998; 69(1): 11-8.
  18. Perrin A, Coat C, Nguyen MH, Talagas M, Morel F, Amice J, et al. Molecular cytogenetic and genetic aspects of globozoospermia: a review. Andrologia 2013; 45(1): 1-9.
  19. Larson KL, Brannian JD, Singh NP, Burbach JA, Jost LK, Hansen KP, et al. Chromatin structure in globozoospermia: a case report. J Androl 2001; 22(3): 424-31.
  20. Deymeh MR, Tavalaee M, Razavi S, Nasr-Esfahani M. Evaluation of protamine deficiency and DNA fragmentation in two globozoospermia patients undergoing ICSI. Int J Fertil Steril 2007; 1(2):85-8.
  21. Perrin A, Louanjli N, Ziane Y, Louanjli T, Le RC, Gueganic N, et al. Study of aneuploidy and DNA fragmentation in gametes of patients with severe teratozoospermia. Reprod Biomed Online 2011; 22(2): 148-54.
  22. Henkel R, Hoogendijk CF, Bouic PJ, Kruger TF. TUNEL assay and SCSA determine different aspects of sperm DNA damage. Andrologia 2010; 42(5): 305-13.
  23. Henkel R, Kierspel E, Hajimohammad M, Stalf T, Hoogendijk C, Mehnert C, et al. DNA fragmentation of spermatozoa and assisted reproduction technology. Reprod Biomed Online 2003; 7(4): 477-84.
  24. Zini A, Phillips S, Courchesne A, Boman JM, Baazeem A, Bissonnette F, et al. Sperm head morphology is related to high deoxyribonucleic acid stainability assessed by sperm chromatin structure assay. Fertil Steril 2009; 91(6): 2495-500.
  25. Brahem S, Mehdi M, Elghezal H, Saad A. Detection of DNA fragmentation and meiotic segregation in human with isolated teratozoospermia. J Assist Reprod Genet 2011; 28(1): 41-8.
  26. Mehdi M, Khantouche L, Ajina M, Saad A. Detection of DNA fragmentation in human spermatozoa: correlation with semen parameters. Andrologia 2009; 41(6): 383-6.
  27. Cohen-Bacrie P, Belloc S, Menezo YJ, Clement P, Hamidi J, Benkhalifa M. Correlation between DNA damage and sperm parameters: a prospective study of 1,633 patients. Fertil Steril 2009; 91(5): 1801-5.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 32، شماره 313 - شماره پیاپی 313
بهمن و اسفند 1393
صفحه 2124-2133

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 27 آبان 1393
  • تاریخ بازنگری: 12 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار