Влияние фрагментации ДНК сперматозоидов на эффективность оплодотворения и развитие эмбрионов человека, культивируемых in vitro

Цель исследования. Оценить влияние фрагментации ДНК сперматозоидов на эффективность оплодотворения и развитие эмбрионов человека, культивируемых in vitro.
Материал и методы. Проведен анализ данных протоколов оплодотворения яйцеклеток и культивирования эмбрионов. Спермиологический анализ выполнен согласно рекомендациям ВОЗ (WHO, 2010). Доля сперматозоидов с фрагментированной ДНК проанализирована методом флуоресцентного мечения разрывов ДНК (TUNEL). Статистический анализ был проведен с помощью программного обеспечения GraphPad InStat.
Результаты. Между долей сперматозоидов с фрагментированной ДНК и эффективностью оплодотворения была выявлена отрицательная взаимосвязь. Не было обнаружено корреляции между долей сперматозоидов с фрагментированной ДНК и долей эмбрионов высшего качества.
Заключение. Показано, что фрагментация ДНК сперматозоидов негативно отражается на эффективности оплодотворения, однако не приводит к нарушению раннего доимплантационного развития эмбрионов при культивировании in vitro.

Сперматозоиды – высокоспециализированные клетки, основной функцией которых является хранение и транспортировка наследственной информации. ДНК сперматозоида уложена отличным от соматической клетки образом. При созревании мужских гамет происходит ремоделирование структуры хроматина, что связано с заменой гистонов на более основные белки – протамины, что приводит к уплотнению хроматина. Так, объем ядра мужской гаметы в 6 раз меньше по сравнению с объемом ядра соматической клетки [1]. В такой форме ДНК сперматозоидов защищена от повреждений и доставляется из мужского репродуктивного тракта в женский. Однако в ходе созревания и транспорта сперматозоидов в молекуле ДНК могут возникать разрывы, как одно-, так и двунитевые. Разрывы ДНК могут повлиять на дальнейшее эмбриональное развитие и наступление беременности.

Выделяют несколько основных причин возникновения разрывов в ДНК сперматозоида. В первую очередь это нерепарированные разрывы ДНК из-за ошибок в ходе ремоделирования хроматина. Также разрывы ДНК могут быть следствием незавершенного апоптоза. Другой причиной, приводящей к фрагментации ДНК сперматозоида, служат активные формы кислорода, в норме необходимые для пролиферации, дифференциации и функционирования мужских гамет. При этом происхождение повреждений ДНК может быть комплексным и включать сразу все перечисленные причины [2, 3]. В то же время известно, что системы репарации ДНК менее активны на поздних стадиях сперматогенеза, что позволяет сперматозоидам с поврежденной ДНК попадать в эякулят [4].

Определение причины нарушения репродуктивной функции у мужчины основывается на комплексном обследовании с применением клинического и лабораторного исследований. Основные нарушения связаны со снижением спермопродукции, подвижности или функционированием сперматозоидов. При этом важно отметить, что сперматозоиды даже со значительным уровнем фрагментации ДНК сохраняют способность к оплодотворению ооцита, но в дальнейшем могут вести к остановке эмбрионального развития [5]. В случае, когда в эякуляте мужчины снижена подвижность, количество сперматозоидов или присутствует большое число аномальных сперматозоидов, используют внутрицитоплазматическую инъекцию сперматозоида в ооцит (ICSI). По данным европейской мониторинговой программы ЭКО метод ICSI в 2010 году применялся почти в 70% случаев циклов вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) [6]. При ICSI выбор эмбриологом единичного сперматозоида для оплодотворения ооцита происходит субъективно, опираясь только на некоторые биохимические и морфологические характеристики клетки. Однако морфология и подвижность сперматозоидов не всегда указывают на состояние его ДНК. Поэтому исключительно важным является поиск маркеров состояния генетического материала для прижизненного отбора сперматозоида [7].

Целью данного исследования была оценка влияния фрагментации ДНК сперматозоидов на эффективность оплодотворения и развитие эмбрионов, культивируемых in vitro.

Материал и методы исследования

Данное исследование проведено в отделении вспомогательных репродуктивных технологий ФГБНУ НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта (Санкт-Петербург) с разрешения этического комитета.

Критерием включения являлся диагноз «бесплодие» в супружеской паре более одного года половой жизни без применения контрацепции. У обоих супругов были получены отрицательные результаты обследования на определение антител к бледной трепонеме в крови, антител класса М, G к ВИЧ 1, ВИЧ 2, антител к вирусам гепатитов В и С. Причинами бесплодия у женщин являлись хронический сальпингоофорит, эндометрит, трубный фактор бесплодия. У мужчин результат спермограмм варьировал от нормозооспермии до различных форм патозооспермии. В исследование включены 65 эмбриологических протоколов: в 29 протоколах оплодотворение ооцитов проводили методом ЭКО, в 36 – методом ICSI. Выбор метода оплодотворения зависел от показателей спермиологического анализа. Средний возраст мужчин из бесплодных супружеских пар составил 37,4±6,0 года, женщин – 35,7±5,0 года.

Полученный в день пункции ооцит-кумулюсных комплексов нативный эякулят оценивали согласно требованиям ВОЗ [8]....

Мазилина М.А., Комарова Е.М., Лесик Е.А., Федорова И.Д., Гзгзян А.М.