Двунитевые разрывы ДНК спермиев у пациентов с нормозооспермией и патозооспермией

С использованием нейтральной версии метода ДНК-комет изучены уровни двунитевых разрывов ДНК − грубых нарушений целостности генома – в образцах спермы мужчин из белорусской популяции при нормозооспермии и патозооспермии, включая астенозооспермию, олигозооспермию, олигоастенозооспермию и другие смешанные формы патозооспермии. Показано, что двунитевые разрывы ДНК составляют большую долю (в среднем около 44–50 %) от общего количества повреждений ДНК (однои двунитевых разрывов, щелочно-лабильных сайтов и др.), регистрируемых с использованием щелочной версии метода ДНК-комет, рекомендованной Всемирной организацией здравоохранения. Установлены более высокие уровни двунитевых разрывов ДНК спермиев в группе с патозооспермией и подгруппе с астенозооспермией, чем при нормозооспермии. Показано также, что зарегистрированные при патозооспермии уровни двунитевых разрывов соответствуют мутагенному эффекту in vitro высоких концентраций (10–30 мкг/мл) мощного радиомиметика сульфата блеомицина, что свидетельствует о существенном нарушении целостности ДНК при патозооспермии. В целом полученные данные говорят о возможности использования анализа двунитевых разрывов ДНК спермиев в диагностике мужского бесплодия.

1. O’Neill, C. L. A worldwide profile of the utilization of sperm DNA fragmentation testing in relation to reproductive outcome / C. L. O’Neill, G. D. Palermo // Translational Andrology and Urology. - 2017. - Vol. 6, N 4. - P. 320−321. https://doi.org/10.21037/tau.2017.09.14

2. Zini, A. The benefits and limitations of sperm DNA testing in clinical practice / A. Zini // Translational Andrology and Urology. - 2017. - Vol. 6, N 4. - P. 326−327. https://doi.org/10.21037/tau.2017.09.09

3. World Health Organization. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 6th ed. - Geneva, Switzerland: World Health Organization; 2021. - 276 p.

4. The impact of single- and double-strand DNA breaks in human spermatozoa on assisted reproduction / A. Agarwal [et al.] // International Journal of Molecular Sciences. - 2020. - Vol. 21, N 11. - Art. 3882. https://doi.org/10.3390/ijms21113882

5. Sperm DNA fragmentation testing: Summary evidence and clinical practice recommendations / S. C. Esteves [et al.] // Andrologia. - 2021. - Vol. 53, N 2. - Art. e13874. https://doi.org/10.1111/and.13874

6. Ribas-Maynou, J. Single and double strand sperm DNA damage: different reproductive effects on male fertility / J. Ribas-Maynou, J. Benet // Genes. - 2019. - Vol. 10, N 2. - Art. 105. https://doi.org/10.3390/genes10020105

7. A limited number of double-strand DNA breaks is sufficient to delay cell cycle progression / J. van den Berg [et al.] // Nucleic Acids Research. - 2018. - Vol. 46, N 19. - P. 10132-10144. https://doi.org/10.1093/nar/gky786

8. Double-stranded sperm DNA damage is a cause of delay in embryo development and can impair implantation rates / A. Casanovas [et al.] // Fertility and Sterility. - 2019. - Vol. 111, N 4. - P. 699-707. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2018.11.035

9. DNA double strand breaks in human spermatozoa can be predictive for assisted reproductive outcome / A. Garolla [et al.] // Reproductive BioMedicine Online. - 2015. - Vol. 31, N 1. - P. 100-107. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2015.03.009

10. Investigating the level of DNA double-strand break in human spermatozoa and its relation to semen characteristics and IVF outcome using phospho-histone H2AX antibody as a biomarker / O. Coban [et al.] // Andrology. - 2020. - Vol. 8, N 2. - P. 421-426. https://doi.org/10.1111/andr.12689

11. Double stranded sperm DNA breaks, measured by Comet assay, are associated with unexplained recurrent miscarriage in couples without a female factor / J. Ribas-Maynou [et al.] // PLoS One. - 2012. - Vol. 7, N 9. - Art. e44679. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0044679

12. Clinical utility of sperm DNA fragmentation testing: practice recommendations based on clinical scenarios / A. Agarwal [et al.] // Translational Andrology and Urology. - 2016. - Vol. 5, N 6. - P. 935−950. https://doi.org/10.21037/tau.2016.10.03

13. Double-stranded DNA breaks hidden in the neutral Comet assay suggest a role of the sperm nuclear matrix in DNA integrity maintenance / J. Ribas-Maynou [et al.] // Molecular Human Reproduction. - 2014. - Vol. 20, N 4. - P. 330−340. https://doi.org/10.1093/molehr/gat090

14. The ability of sperm selection techniques to remove single- or double-strand DNA damage / M. Enciso [et al.] // Asian Journal of Andrology. - 2011. - Vol. 13, N 5. - P. 764−768. https://doi.org/10.1038/aja.2011.46