Έλεγχος της Ανδρική υπογονιμότητα με Μοριακή Ανάλυση

Ραδιοσυχνότητες Προσώπου και Σώματος
June 10, 2015
ΑΜΝΙΑΚΟ ΥΓΡΟ
June 10, 2015
Show all

Έλεγχος της Ανδρική υπογονιμότητα με Μοριακή Ανάλυση

Η ικανότητα του σπέρματος για γονιμοποίηση εξαρτάται από τη μορφή των σπερματοζωαρίων, την κινητικότητά τους, τη δυνατότητα των σπερματοζωαρίων να εκτελέσουν τις απαραίτητες λειτουργίες για τη γονιμοποίηση ενός ωαρίου και τελικά, από τη μεταφορά ενός άθικτου γενετικού υλικού (DNA) στο ωάριο κατά την διάρκεια της γονιμοποίησης. Είναι ευρέως γνωστό ότι 35-50% της στειρότητας προκαλείται από ανωμαλίες του σπέρματος στην παραγωγή ή τη λειτουργία ή και σε συνδυασμό με άλλους παράγοντες.

Εάν δεν υπάρχει σύλληψη μέσω της φυσιολογικής οδού, ο μόνος τρόπος για να δούμε εάν πραγματικά γίνεται γονιμοποίηση, είναι να ληφθούν τα ωάρια και το σπέρμα από το σώμα και να τοποθετηθούν μαζί στο εργαστήριο [εξωσωματική γονιμοποίηση – IVF]. Προτού φτάσουμε στην τελική δοκιμασία της IVF, εξετάζουμε το σπέρμα με μεγάλη λεπτομέρεια τόσο από ποσοτική και όσο και από λειτουργική άποψη, για βασιζόμενοι στις διάφορες παραμέτρους του σπερμοδιαγράμματος.

Ανάλυση σπέρματος

Το δείγμα σπέρματος αναλύεται για τον όγκο του, τη συγκέντρωση των σπερματοζωάριων, το ποσοστό των ενεργά κινούμενων σπερματοζωάριων και τον αριθμό των σπερματοζωάριων φυσιολογικής μορφολογίας. Ανωμαλία σε μια ή περισσότερες από αυτές τις παραμέτρους υποδεικνύει κάποιο πρόβλημα με το σπέρμα. Όσο μεγαλύτερη η ανωμαλία που ανιχνεύεται στην ανάλυση σπέρματος, τόσο μεγαλύτερη και η πιθανότητα η υπογονιμότητα του ζεύγους να οφείλεται σε αυτό.

Ανάλυση μορφολογίας βάσει αυστηρών κριτηρίων

Γίνεται πολύ λεπτομερής μικροσκοπική αξιολόγηση της δομής των σπερματοζωαρίων όπως του μεγέθους της ουράς και της κεφαλής τους. Βασιζόμενοι σε αυτά τα αυστηρά κριτήρια αξιολόγησης, ακόμη και στα γόνιμα άτομα περίπου το 90% των σπερματοζωαρίων, σε μία εκσπερμάτιση, είναι ανώμαλα.

Δοκιμή Swim-Up

Επιτρέπουμε στα σπερματοζωάρια να κολυμπήσουν, για ένα δεδομένο χρονικό διάστημα, μια καθορισμένη απόσταση. Ο αριθμός των σπερματοζωάριων που «κολυμπά» στην ανώτερη στοιβάδα του δοκιμαστικού σωλήνα συσχετίζεται με τη δυνατότητα του σπέρματος να γονιμοποιήσει ένα ωάριο στο εργαστήριο.

Αντισπερματικά αντισώματα

Εάν το σπέρμα του άνδρα έρθει σε επαφή με το αίμα της γυναίκας λόγω τραυματισμού ή χειρουργικής επέμβασης, ο οργανισμός της μπορεί να αναγνωρίζει το σπέρμα ως ξένο παράγοντα και να παράγει αντισώματα εναντίον του. Οι πρωτεΐνες των αντισωμάτων κολλούν στα σπερματοζωάρια και μπορεί να αποτρέψουν τη γονιμοποίηση.

Χρωμοσωματικές ανωμαλίες στο σπέρμα

Πολλές διαταραχές του σπέρματος οφείλονται σε χρωμοσωματικές ανωμαλίες, είτε αριθμητικές είτε δομικές. Οι αριθμητικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες αναφέρονται στην κατάσταση όπου το σπέρμα φέρει περισσότερα ή λιγότερα χρωμοσώματα από τα φυσιολογικά 23 χρωμοσώματα (ανευπλοειδία). Οι δομικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες αναφέρονται στην κατάσταση όπου ο άνδρας φέρει (φορέας) μια ισοζυγισμένη χρωμοσωμική ανακατάταξη στον καρυότυπό του. Ο φορέας μιας ισοζυγισμένης δομικής χρωμοσωμικής ανακατάταξης παράγει φυσιολογικούς καθώς και διάφορους γενετικά ανισόζυγους γαμέτες (σπερματοζωάρια) που εάν γονιμοποιήσουν ένα ωάριο θα δημιουργηθεί ένα χρωμοσωματικά ανώμαλο έμβρυο με περίσσεια ή/και απώλεια γενετικού υλικού.

Τόσο οι αριθμητικές όσο και οι δομικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες μπορεί να προκαλέσουν μία ανώμαλη κατάσταση στο έμβρυο οδηγώντας σε εμβρυϊκό θάνατο, αυτόματη αποβολή, ή τη γέννηση βρέφους με συγγενείς ανωμαλίες.

Έλεγχος Μικροελλείψεων στο χρωμόσωμα Y:

Μικροελλείψεις του χρωμοσώματος Υ αναφέρονται σε 10-15% των ανδρών με ολιγοσπερμία
ή αζωοσπερμία. Η μοριακή ανάλυση συμπεριλαμβάνει την περιοχή AZF (Azoospermia Factor
Παράγοντας Αζωοσπερμίας) και ειδικότερα τις τρεις περιοχές αυτής – AZFa, AZFb και
AZFc λόγω της εμπλοκής τους στο φαινότυπο της υπογονιμότητας.

Έλεγχος ανευπλοειδισμού των χρωμοσωμάτων στο σπέρμα

Εκτελείται με την τεχνική της φθορίζουσας in situ υβριδοποίησης (FISH). Μικρά κομμάτια DNA (ανιχνευτές), δεσμεύονται σε συγκεκριμένες περιοχές των υπό ανάλυση χρωμοσωμάτων (υβριδοποίηση). Κάθε ανιχνευτής σημαίνεται με μια διαφορετικού χρώματος φθορίζουσα ουσία. Αυτοί οι φθορίζοντες ανιχνευτές εφαρμόζονται στο σπερματικό επίχρισμα και αναμένεται να συνδεθούν με τα συγκεκριμένα χρωμοσώματα. Χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο φθορισμού, ο γενετιστής μπορεί να δει τα χρωματιστά φθορίζοντα σήματα για κάθε διαφορετικό χρωμόσωμα (ένα, δύο ή περισσότερα). Ένα μοναδικό φθορίζον σήμα αντιπροσωπεύει μονοσωμία του συγκεκριμένου χρωμοσώματος (φυσιολογικό), δύο δισωμία και τρία τρισωμία. Με αυτόν τον τρόπο πραγματοποιείται η διάγνωση του ανευπλοειδισμού συγκεκριμένων χρωμοσωμάτων. Το λιγότερο 500 σπερματοζωάρια εξετάζονται για κάθε ένα χρωμόσωμα για να καθοριστούν οι συχνότητες των αριθμητικών ανωμαλιών (ανευπλοειδιών). Τα φυσιολογικά γόνιμα άτομα παρουσιάζουν ένα ποσοστό ανευπλοειδισμού της τάξεως του 2-4% στο σπέρμα, ενώ σε σοβαρές περιπτώσεις υπογονιμότητας τα ποσοστά αυτά ξεπερνούν το 27%. Οποιαδήποτε αύξηση του ανευπλοειδισμού στο σπέρμα συμβάλλει στην υπογονιμότητα.

Έλεγχος της απόπτωσης στο σπέρμα Sperm DNA Fragmentation Assay (SDFA)

Η απόπτωση είναι μία φυσιολογική διαδικασία κυτταρικού θανάτου. Η διαδικασία της απόπτωσης περιλαμβάνει διάφορα στάδια όπως τη συμπύκνωση της χρωματίνης, τον κατακερματισμό του πυρηνικού DNA, τη συρρίκνωση του κυττάρου και τελικά το σπάσιμο ολόκληρου του κυττάρου. Αν και θεωρείται ένας μηχανισμός για τη διασφάλιση της επιλογής σπερματικών κυττάρων με φυσιολογικό γενετικό υλικό (DNA), μερικές φορές σπέρματα που έχουν αρχίσει τη διαδικασία της απόπτωσης και φέρουν βλάβες στο DNA χωρίς να έχουν όμως πλήρως καταστραφεί, καταφέρνουν να γονιμοποιήσουν ένα ωάριο ειδικά όταν πραγματοποιείται μικρογονιμοποίηση (ICSI). Όλα τα δεδομένα δείχνουν ότι αυξημένα ποσοστά απόπτωσης στο σπέρμα κατά τη διάρκεια εξωσωματικής γονιμοποίησης (IVF) συνδέονται με κακή μορφολογία των εμβρύων στα αρχικά στάδια ανάπτυξης, αποτυχία εξέλιξης στο στάδιο της βλαστοκύστης και τελικά μειωμένο ποσοστό εγκυμοσύνης.

Αρχή της μεθόδου: Η μέθοδος ανιχνεύει βλάβες στο DNA (σπασίματα) σημαίνοντας τις με φθορισμό. Κάθε σπερματοζωάριο που φέρει βλάβες, και επομένως φθορίζει, ανιχνεύεται σε αναλυτή Κυτταρομετρίας Ροής (Flow Cytometry). Όταν το ποσοστό των σπερματοζωαρίων που φέρουν βλάβες στο DNA είναι αυξημένο τότε το σπέρμα θεωρείται υπογόνιμο.

Η αξιολόγηση των βλαβών στο DNA του σπέρματος μας βοηθά να αποφασίσουμε την καλύτερη επιλογή της θεραπείας [με Σπερματέφχυση (IUI), Εξωσωματική Γονιμοποίηση (IVF) ή Ενδοωαριακή Έγχυση Σπερματοζωαρίου (ICSI)].

Μελέτες έχουν δείξει ότι έκθεση σε τοξικούς ή οξειδωτικούς παράγοντες αυξάνουν τον αριθμό των σπερματοζωαρίων που φέρουν σπασίματα στο DNA τους. Τα βιβλιογραφικά δεδομένα υποστηρίζουν ότι η ανάλυση SDFA είναι απαραίτητη πριν την επιλογή θεραπείας υπογονιμότητας. Ο δείκτης SDFA μας βοηθά να προβλέψουμε το ποσοστό επιτυχίας της κάθε μεθόδου.

Συμπερασματικά, οι συμβατικές ποιοτικές αναλύσεις του σπέρματος δε δίνουν πληροφορίες για πιθανές αριθμητικές χρωμοσωματικές ανωμαλίες ή γενικότερα για την ποιότητα του γενετικού υλικού των σπερματοζωαρίων. Γι’ αυτό και δεν μπορούν να αποτελούν το μόνο τρόπο ελέγχου των σπερμάτων για εξωσωματική γονιμοποίηση. Η μελέτη της απόπτωσης και των χρωμοσωμάτων για ανευπλοειδισμό μπορεί να βελτιώσει τα κριτήρια επιλογής του σπέρματος έτσι ώστε να θεωρείται όσο το δυνατόν πιο κατάλληλο για πιθανή γονιμοποίηση.

Χειρουργική λήψη σπερματοζωαρίων

Πολλοί άντρες χωρίς σπερματοζωάρια στο υγρό εκσπερμάτισης μπορεί να έχουν σπερματοζωάρια στους όρχεις ή σε μια περιοχή δίπλα στους όρχεις που καλείται επιδιδυμίδα. Σπερματοζωάρια μπορεί να μην υπάρχουν στο σπερματικό υγρό για διάφορους λόγους: Μπορεί να υπάρχει απόφραξη στο σύστημα παραγωγής έτσι ώστε ενώ παράγονται σπερματοζωάρια δεν μπορούν να βγουν προς τα έξω και να γονιμοποιήσουν το ωάριο. Αυτό είναι γνωστό ως αποφρακτική αζωοσπερμία. Μπορεί να παράγονται πολύ λίγα σπερματοζωάρια στους όρχεις. Αυτό είναι γνωστό ως αζωοσπερμία μη αποφρακτικής αιτιολογίας.

Στην περίπτωση της αποφρακτικής αζωοσπερμίας τα σπερματοζωάρια μπορεί να συλλεχθούν από την επιδιδυμίδα με την εφαρμογή μιας ήπιας χειρουργικής μεθόδου που ονομάζεται μικροχειρουργική επιδιδυμίδας για συλλογή σπέρματος (MESA). Εάν ο ουρολόγος που εφαρμόζει τη μέθοδο δεν βρει σπερματοζωάρια στην επιδιδυμίδα, κατά τη διάρκεια της ίδιας διαδικασίας μπορεί να προσπαθήσει να βρει σπερματοζωάρια στους όρχεις. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διαδερμική αναρρόφηση ορχικού σπέρματος (ΤESA). Στην περίπτωση ανδρών που έχουν μη αποφρακτική αζωοσπερμία, απαιτείται η διαδικασία TESΑ. Παρόμοια είναι και η διαδικασία TESΕ (συλλογή ορχικού σπέρματος με βιοψία όρχεως).

Το σπέρμα που συλλέγεται από αναρρόφηση είναι πάντα χαμηλότερης ποιότητας από αυτό της εκσπερμάτισης και για αυτό απαιτείται η χρήση ICSI για επίτευξη γονιμοποίησης.

Dr. Diamantis Daphnis
Clinical Embryologist-Geneticist
 
Dr. Stavros P. Derdas
Molecular Oncologist