Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Onderzoeksartikel
De fragmentatie van sperma-DNA nam toe en de motiliteit nam significant af bij langdurige blootstelling aan sperma na ejaculatie. In 14 normale monsters nam de DNA-fragmentatie respectievelijk toe met 5,5%, 11,5% en 16,1% na 1 uur, 2 uur en 4 uur, terwijl de motiliteit afnam. Deze bevindingen helpen om vertragingen voor spermaverzameling en verwerking buiten de locatie te minimaliseren.
Fragmentatie van spermad-DNA is bekend als schadelijk voor de kwaliteit van sperma, wat een negatieve invloed kan hebben op de cycli van geassisteerde voortplantingstechnologie (ART). Het onderzoeken van sperma-DNA-fragmentatie (SDF) in zaadvocht in de loop van de tijd kan inzicht geven in de effecten van langdurige sperma-blootstelling op de integriteit van sperma-DNA. In deze voorlopige studie werd op verschillende tijdstippen een SDF-assay uitgevoerd om off-site spermaverzamelingscondities te simuleren met behulp van de spermchromatine-dispersietest op 14 normale spermamonsters. Statistische analyse van DNA-fragmentatiepercentages gedurende de duur van de assay toonde aan dat langdurige stagnatie van zaadvloeistof van ejaculatie tot spermaanalyse de DNA-fragmentatie significant verhoogde. De gemiddelde zaadmotiliteit was significant verminderd met 7,4% na 1 uur, 14,5% na 2 uur en 18,7% na 4 uur, en de gemiddelde SDF was significant toegenomen met 5,5% na 1 uur, 11,5% na 2 uur en 16,1% na 4 uur na spermaverzameling. Deze afname van de spermakwaliteit in de loop van de tijd kan de protocollen van vruchtbaarheidsklinieken beïnvloeden bij het overwegen van spermavoorbereiding op ART-cycli, vooral wanneer spermaverzameling buiten het andrologielab plaatsvindt. Laboratoria kunnen overwegen een acceptabele tijdsgrens vast te stellen voor het ontvangen van sperma uit een externe verzameling.
De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) identificeert één op de zes mensen, oftewel 17,5% van de wereldbevolking, die op enig moment in hun leven onvruchtbaarheid ervaart1. Ongeveer 20% van de gevallen van onvruchtbaarheid heeft uitsluitend de diagnose mannelijke factor onvruchtbaarheid, met daarnaast 30–40% van de gevallen waarbij de mannelijke factor als secundaire diagnose2 is. Zelfs bij gezonde mannen kunnen de spermaparameters sterk variëren van individu tot individu, waaronder schommelingen in concentratie, motiliteit, morfologie en vitaliteit3. Daarom is het belangrijk om de specifieke factoren te begrijpen die de mannelijke vruchtbaarheid in gevaar brengen om een juiste behandeling in een klinische setting te kunnen bieden.
Een zich ontwikkelend onderzoeksgebied is het effect van de integriteit van sperma DNA op cycli van geassisteerde voortplantingstechnologie (ART) 4,5,6,7,8,9,10,11,12,13. Het WHO-laboratoriumhandboek voor het onderzoek en de verwerking van menselijk sperma, 5e editie, stelt dat sperma-DNA-fragmentatie (SDF) (via enkelvoudige of dubbelstrengige breuken) de embryoontwikkeling, innesteling en zwangerschapsuitkomsten kan beïnvloeden14. Muriel et al. voerden een analyse uit van SDF en ontdekten dat een verhoogde SDF leidde tot verminderde bevruchtingspercentages, embryokwaliteit en innestelingspercentages in ART-cycli10. Er is echter een beter begrip nodig van wat DNA-fragmentatie veroorzaakt.
Eerdere studies melden dat oxidatieve stress kan leiden tot verminderde zaadbeweging, verminderde enzymatische productie en functie, en, het belangrijkst, DNA-schade8. Dergelijke DNA-schade kan onder meer gendeleties, misvertalingen en SDF omvatten, maar is niet beperkt tot. SDF-assays worden momenteel gebruikt om de integriteit van sperma-DNA te beoordelen. Hoewel studies cryopreservatie, omgangsmedia en oxidatieve stress hebben gecorreleerd met SDF, is er weinig bekend over SDF over de periode van ejaculatie tot analyse 4,5. Dit is een cruciale periode in de levensduur van sperma, gezien de toegenomen prevalentie van thuis-spermaverzamelingen voor spermavoorbereiding in ART-cycli15. Huisincasso's zijn tijdens de COVID-19-pandemie steeds populairder geworden, omdat ze direct contact met de patiënt beperken en het comfort en gemak vergroten. Er zijn echter geen specifieke richtlijnen die een optimale tijd van ejaculatie tot analyse voor thuisinzaadering aangeven. Het primaire doel van onze studie was dus te begrijpen of SDF in de loop van de tijd verandert in stilstaande zaadvloeistof en of dergelijke veranderingen relevant kunnen zijn voor de behandeling van ART-monsters.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De studie werd uitgevoerd in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki en goedgekeurd door de Institutionele Beoordelingscommissie van Universitaire Ziekenhuizen (STUDY20201371). Geïnformeerde toestemming werd verkregen van alle betrokken proefpersonen. Veertien spermamonsters werden geselecteerd van patiënten in één academisch vruchtbaarheidscentrum in Noordoost-Ohio. Alle monsters die in dit experiment zijn geanalyseerd, zijn ter plaatse in onze faciliteit verzameld. Spermachromatine-dispersietesten werden uitgevoerd op spermamonsters door een volledig getrainde androloog, volgens de instructies van de fabrikant, om interpersoonlijke variatie te minimaliseren. Met deze kit werden intacte, niet-gefixeerde, verse zaadcellen ondergedompeld in een inerte agarose-microgel op een voorbehandelde preparaat en vervolgens 5 minuten afgekoeld tot 4 °C om de microgel te laten stollen. Een eerste zuurbehandeling werd gebruikt om DNA in spermacellen met gefragmenteerd DNA te denatureren, en er werd een lysebufferoplossing toegepast om nucleaire eiwitten te verwijderen. Na het wassen met gedestilleerd water werden de glaasjes gedehydrateerd in gegradueerde ethanoloplossingen en aan de lucht gedroogd. Wanneer het werd gevisualiseerd onder lichtmicroscopie na kleuring met de door de kit geleverde kleuringsoplossingen, toonden sperma zonder fragmentatie nucleoïden met een grote dispersiehalo (groter dan 1/3 van de diameter van de kern), terwijl sperma met fragmentatie een kleine halo vertoonde (minder dan 1/3 van de diameter van de kern) of de afwezigheid van een halo. Het percentage sperma met DNA-fragmentatie werd berekend als het aantal gefragmenteerde en afgebroken sperma en uitgedrukt als percentage. In totaal werden 300 sperma geteld op een dia, die werden gecategoriseerd als hetzij met een grote of middelgrote dispersiehalo of als het ontbreken van een dispersiehalo. Deze telling werd tweemaal gerepliceerd om de technische variabiliteit te beoordelen, en de twee tellingen werden gemiddeld. De diagnostische gevoeligheid en specificiteit van de kit zijn 93%, en zowel positieve als negatieve controles werden in elk experiment opgenomen. Spermamonsters werden beoordeeld op 0, 1, 2 en 4 uur (0 uur werd gedefinieerd als 15 minuten na de vloeibaarheidsperiode bij 37 °C) en werden op kamertemperatuur (22–25 °C) gehouden.
Op elk monster werd een extra motiliteitsanalyse uitgevoerd bij 0, 1, 2 en 4 uur. De motiliteitsbeoordeling werd uitgevoerd door een ervaren androloog via een telprotocol met een wegwerptelkamer. Driehonderd beweeglijke zaadcellen werden per raster geteld, en de telling werd twee keer herhaald. Een gemiddelde concentratie beweeglijk sperma werd berekend op basis van de twee gerepliceerde tellingen.
Statistische analyses werden uitgevoerd met herhaalde metingen van ANOVA om elke tijdgroep te vergelijken. Wanneer een significant algemeen effect werd vastgesteld, werd de Tukey's honestly significant difference (HSD)-test toegepast voor post-hoc paargewijze vergelijkingen. Een p-waarde < 0,05 werd als statistisch significant beschouwd. Gedetailleerde informatie over materialen is samengevat in de Tabel van Materiaal.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Om de impact van langdurige sperma-blootstelling op spermamotiliteit en DNA-fragmentatie te beoordelen, werden in totaal 14 normozoospermische patiëntenmonsters geanalyseerd op vier tijdstippen van de verzameling. De geanalyseerde monsters werden volgens de WHO5e editie14 als "normaal" beschouwd in de spermaanalyseparameters. Alle monsters zijn ter plaatse in ons Fertiliteitscentrum genomen om de nauwkeurigheid van de analyseparameters op elk tijdstip t...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
In de monsters die in dit experiment waren opgenomen, nam SDF toe in de loop van de tijd, terwijl de motiliteit in dezelfde periode afnam. Dit suggereert dat de integriteit van sperma-DNA kan afnemen wanneer zaadvloeistof langer stil blijft tussen ejaculatie en analyse of verwerking. Het verlengen van de tijd dat monsters stilstonden vóór analyse kan de blootstelling aan omstandigheden die geassocieerd worden met oxidatieve stress vergroten. Zoals eerder besproken, kan oxidatieve stress ...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hoeven geen belangenconflicten aan te geven.
Geen enkele
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| ANOVA Calculator | Statistics Kingdom | Statistische analyse https://www.statskingdom.com/anova_manova.html | |
| Halosperm G2 | Halotech | HT-HSG2 | In vitro diagnostisch kit voor het meten van sperma DNA-fragmentatie https://halotechdna.com/en/producto/halosperm-g2/ |
| Microcell | Vitrolife | 15423 | Wegwerpable telkamer voor sperma-analyse https://www.vitrolife.com/products/sperm-processing/microcell--accessories/ |
| Quality Control voor WBC/pH Test Strips | Medical Electronic Systems | A-CA-01752-00 | Positieve en negatieve controle voor QwikCheck WBC test strips https://mes-global.com/products/semen-analysis-validation-kits/qwikcheck-test-kits/qwikcheck-wbc-ph-test-strips-quality-control/ |
| QwikCheck WBC/pH Test Reagent Strips | Medical Electronic Systems | 0700 | Leukocyten (WBC's) in sperma bepalen https://mes-global.com/products/semen-analysis-validation-kits/qwikcheck-test-kits/ |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.