Влияние фрагментации ДНК сперматозоидов на исходы беременности, наступившей самостоятельно и при применении программ вспомогательных репродуктивных технологий

Мужской фактор может быть причиной неспособности супружеских пар к самостоятельному зачатию в 50% случаев. Стандартная спермограмма не в полной мере отображает нарушение целостности генетического материала сперматозоидов, которые могут быть ассоциированы с трудностями наступления естественного зачатия или с ухудшением результатов программ ЭКО. Поэтому исследование фрагментации ДНК все чаще используется клиницистами для оценки мужского бесплодия, особенно у пар с неоднократными репродуктивными потерями. 
В данном обзоре проведен анализ представленных в литературе результатов изучения влияния фрагментации ДНК сперматозоидов на исходы программ ВРТ; определена взаимосвязь между параметрами фрагментации ДНК и ранними репродуктивными потерями у супружеских пар с мужским фактором бесплодия. Показано, что высокий уровень фрагментации ДНК сперматозоидов может оказывать отрицательное влияние на способность сперматозоидов к оплодотворению. Повреждение ДНК сперматозоидов может стать надежным биомаркером спорадических и привычных выкидышей после самопроизвольного или вспомогательного зачатия, а также обеспечить новые рекомендации для будущих путей восстановления фертильности. 
Заключение: Нарушение целостности структуры ДНК эякулята оказывает значительное влияние как на наступление самостоятельной беременности, так и на исходы программ ВРТ. Для достижения эффективных исходов циклов ЭКО, снижения риска развития ранних репродуктивных потерь, необходимо внедрить тестирование фрагментации ДНК сперматозоидов в рутинную практику для конкретных групп супружеских пар.

Вклад авторов: Все авторы в равной степени участвовали в подготовке публикации: Бердникова А.И. – концепция, дизайн, сбор литературных данных, написание статьи; Гависова А.А., Ушакова И.В., Попова А.Ю. – формирование концепции, дизайна исследования, редактирование статьи; Ибрагимова М.Х., Дуринян Э.Р. – редактирование статьи.
Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование: Работа выполнена без спонсорской поддержки.
Для цитирования: Бердникова А.И., Ушакова И.В., Гависова А.А., Попова А.Ю., 
Ибрагимова М.Х., Дуринян Э.Р. Влияние фрагментации ДНК сперматозоидов на 
исходы беременности, наступившей самостоятельно и при применении
программ вспомогательных репродуктивных технологий.
Акушерство и гинекология. 2024; 12: 12-18
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2024.191

Взаимосвязь между показателями ДНК фрагментации сперматозоидов и успешными исходами беременности широко изучают уже более двух десятилетий, а интерес к этому вопросу уходит корнями в прошлое столетие. В 1940-х гг. был обнаружен уникальный белковый компонент сперматозоидов, который стабилизирует ДНК. В 1950-х и 1960-х гг. установили связь между неустойчивой структурой хроматина и снижением фертильности, а в 1970-х гг. – влияние индуцированного повреждения ДНК. В 1980-х гг. была предложена концепция о том, что фрагментация ДНК сперматозоидов связана с бесплодием, а также разработан первый тест на фрагментацию ДНК: анализ структуры хроматина сперматозоидов (SCSA). Метод обнаружения фрагментации апоптотической ДНК – тест терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазы (TUNEL) – стал применяться в 1990-е гг. [1, 2].

В научных исследованиях наибольшую прогностическую значимость с позиции успеха вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) продемонстрировали методы TUNEL и COMET («комета-тест», электрофорез нуклеотидов отдельных клеток в геле агарозы) [3]. В настоящее время наибольшее распространение получил метод TUNEL, так как именно он был использован в большей части исследований, посвященных изучению влияния фрагментации ДНК сперматозоидов на репродуктивные исходы и фертильность. Прямой метод TUNEL выявляет как одноцепочечные, так и двуцепочечные разрывы молекулы ДНК сперматозоидов, таким образом давая специалисту больше информации для оценки вероятности успеха того или иного метода ВРТ [4].

Причины фрагментации ДНК сперматозоидов не до конца изучены. Считается, что основной причиной является оксидативный стресс, а именно повышение уровня активных форм кислорода (АФК; Reactive oxygen species, ROS) в эякуляте. Избыточное количество активных радикалов кислорода способно разрушать плазматическую мембрану и генетический материал сперматозоидов. Основным источником АФК являются лейкоциты и клетки сперматогенеза. Другими внутренними факторами повышения фрагментации ДНК считают неадекватное созревание сперматозоидов (нарушение конденсации хроматина), нарушение дозревания сперматозоидов в придатках яичек и апоптоз (генетически запрограммированная гибель клеток). Важная роль апоптоза состоит в устранении дефектных клеток, у которых разрушается ДНК [5–7].

Кроме того, существуют и внешние факторы, которые в той или иной степени могут повышать процент фрагментации ДНК сперматозоидов:

• возраст (старше 40 лет);
• ожирение;
• вредные привычки;
• влияние высоких температур (злоупотребление банями/саунами);
• хронические/острые воспалительные заболевания мужской мочеполовой системы;
• воздействия ионизирующего излучения (лучевая и/или химиотерапия);
• варикоцеле (варикозное расширение вен семенного канатика и яичка).

Поиск в электронных медицинских базах с 2012 г. по 2024 г. выявляет повышение интереса к данной проблеме, так как было представлено более 2500 ста­тей или работ, в отличие от 815 публикаций в период с 2002 г. по 2011 г. Учитывая повышенный интерес к этому вопросу, следует предположить необходимость детального изучения значимости применения тестирования фрагментации ДНК сперматозоидов в клинической практике.

Влияние фрагментации ДНК сперматозоидов на наступление беременности

Супружеским парам, которым не удалось достичь наступления самостоятельной беременности в течение 1 года регулярной половой жизни без контрацепции, правомочно поставить диагноз бесплодие. На сегодняшний день мужской фактор является причиной субфертильности в 50% случаев [8, 9]. Оценка показателей спермограммы является основным методом диагностики. Однако, расшифровка спермограммы, выполненной согласно рекомендациям ВОЗ, не может помочь в анализе различных молекулярных и субклеточных факторов, связанных с мужским бесплодием [10]. Ведь общепринятый анализ может иметь нормальные показатели при наличии высоких параметров повреждения ДНК сперматозоидов. Убедительные результаты исследований свидетельствуют, что фрагментация ДНК сперматозоидов связана с мужским фактором бесплодия, и, как следствие, приводит к трудностям естественного зачатия, неудовлетворительным исходам ВРТ, увеличению частоты ранних репродуктивных потерь [9].

Сперматозоиды и яйцеклетка вносят равный вклад в геном эмбриона; следовательно, любой из них может привести к фатальным дефектам на стадии эмбрионального развития. Целостность ДНК сперматозоидов является важной детерминантой нормальной фертилизации и развития эмбрионов. В мужских гаметах с поврежденной ДНК снижена оплодотворяющая способность; вместе с тем, если оплодотворение произошло, в дальнейшем в эмбриональном развитии плода могут происходить нарушения, часто приводящие к прерыванию беременности. Иногда повреждения ДНК столь значительны, что эмбрион погибает на ранних этапах развития, при которых не удается даже выявить биохимические маркеры беременности. При повышении уровня фрагментации ДНК сперматозоидов снижается частота наступления беременности, увеличивается вероятность спонтанного аборта, а также снижается ...

Бердникова А.И., Ушакова И.В., Гависова А.А., Ибрагимова М.Х., Дуринян Э.Р.