Quasi il 50% dei casi di infertilità di coppia si può ricondurre a un fattore maschile. Un’analisi dello sperma attraverso la misurazione della concentrazione, della motilità e della morfologia dello sperma è stata utilizzata storicamente come test d’elezione standard per determinare la fertilità di un uomo (spermiogramma). Tuttavia, questo test non fornisce alcuna informazione sulla costituzione genetica dello sperma, che è essenziale per il normale sviluppo embrionale. Infatti un alto livello di danno al DNA negli spermatozoi può rappresentare una causa di infertilità maschile che gli esami convenzionali non sono in grado di rilevare.

DNA dello sperma e spermiogramma

La frammentazione del DNA spermatico è significativamente più alta negli uomini infertili; va però considerato che mentre gli uomini con parametri spermatici (spermiogramma) non favorevoli hanno una maggiore frammentazione del DNA spermatico, un’alta frammentazione del DNA spermatico si riscontra anche negli uomini con parametri spermatici normali che possono essere diagnosticati come sterilità inspiegabile.

Sviluppo degli embrioni da DNA frammentato

Embrioni derivati da spermatozoi il cui DNA è altamente frammentato hanno una prognosi sfavorevole. L’elevata frammentazione del DNA spermatico ha maggiori probabilità di influenzare gli embrioni dal secondo giorno di sviluppo una volta che il genoma paterno viene attivato e altera lo sviluppo successivo della blastocisti. Ci sono alcune prove che suggeriscono che il danno al DNA nell’embrione potrebbe causare degenerazione cellulare e mutazioni geniche, portando allo sviluppo embrionale arrestato, all’aborto, ad anomalie nella prole e ad un’aumentata suscettibilità ai tumori infantili.

DNA dello sperma, gravidanza e aborto spontaneo

Nelle coppie in cui il partner maschile ha un’alta percentuale di spermatozoi con DNA frammentato, molti studi indicano che le probabilità di una gravidanza riuscita sono significativamente ridotte. Lo sperma con elevata frammentazione del DNA porta a tassi di aborto più elevati da concepimenti spontanei e dopo il trattamento di concepimento assistito.

Cause della frammentazione del DNA spermatico

Una tra le cause principali del danno del DNA dello spermatozoo è lo stress ossidativo dovuto all’eccessiva produzione di specie reattive dell’ossigeno. Altri fattori includono difetti nell’addensamento della cromatina spermatica e nei meccanismi di riparazione del DNA, nonché anomalie nella regolazione della morte cellulare programmata (apoptosi abortiva) che è vitale per la regolazione della produzione di spermatozoi. L’aumento della frammentazione del DNA spermatico è anche associato a una varietà di fattori esogeni come:

  • Infezioni;
  • Leucocitospermia;
  • febbre alta;
  • elevata temperatura testicolare;
  • varicocele;
  • età avanzata;
  • obesità;
  • dieta povera di microelementi;
  • uso di droghe;
  • fumo;
  • esposizione a inquinanti ambientali.

Qual è il test di frammentazione del DNA?

Il test che misura la frammentazione del DNA spermatico è il test della struttura della cromatina spermatica. Questo test è un metodo efficace per misurare il danno al DNA in migliaia di spermatozoi in un eiaculato, e misura la suscettibilità del DNA spermatico alla denaturazione quando è esposto a calore o agli acidi. Gli spermatozoi sono colorati con una sonda fluorescente che interagisce con la molecola del DNA. Il segnale di fluorescenza cambia quando il DNA è frammentato e questo viene monitorato utilizzando un citometro a flusso.

Il test riporta la misurazione dell’indice di frammentazione del DNA (% DFI: % di cellule spermatiche contenenti DNA danneggiato).

I risultati sono riportati mostrando 4 categorie statistiche di potenziale fertilità:

≤ 15% DFI = integrità del DNA dello sperma da eccellente a buona
> Da 15 a <25% DFI = integrità del DNA dello sperma da buona a normale
> Da 25 a <50% DFI = integrità del DNA dello sperma da discreta a bassa
≥ 50% DFI = integrità del DNA spermatico molto bassa

Trattamento

Alcune cause di frammentazione del DNA non possono essere trattate, ma se il danno è causato dallo stress ossidativo, allora un cambiamento nello stile di vita e una dieta progettata per proteggere l’organismo dai radicali liberi dell’ossigeno può aiutare a ridurre i livelli di frammentazione del DNA. Sebbene gli studi sull’assunzione di integratori antiossidanti per ridurre il danno al DNA siano promettenti, occorre prestare attenzione al sovradosaggio. Il trattamento dell’eventuale infezione con antibiotici può essere utile nel ridurre il danno del DNA spermatico, ma ancora una volta è essenziale che vi sia una chiara identificazione dei batteri prima che vengano prescritti antibiotici. Il varicocele è la principale causa nota di infertilità maschile ed è associato al danno del DNA dello spermatozoo. Oggi ci sono prove crescenti per dimostrare che trattare chirurgicamente il varicocele può migliorare l’integrità del DNA dello sperma.