Evaluación de la integridad del ADN espermático y su repercusión en los parámetros seminales de varones infértiles / Evaluation of the integrity of sperm DNA and its impact on the seminal parameters of infertile males

Resumen OBJETIVO: Determinar las repercusiones del daño al ADN espermático en los parámetros seminales más estudiados en diagnóstico clínico de varones infértiles. MATERIALES Y MÉTODOS: Estudio de casos y controles, prospectivo y comparativo efectuado en pacientes masculinos atendidos en el Centro Integral de la Mujer y Reproducción Asistida de Puebla, México. Parámetros de estudio: edad, movilidad, morfología, diagnóstico seminal, leucocitos y factor de infertilidad. Los resultados se analizaron con Graphpad Prisma 5.0 y se consideraron estadísticamente significativos con p < 0.005. RESULTADOS: Se estudiaron 110 pacientes: 33 con mala integridad del ADN espermático (grupo 1) y 77 con buena integridad (grupo 2). La concentración espermática y la movilidad tipo A+B en el grupo 2 fue significativamente más alta que en el grupo 1 (p < 0.0001) en donde se registró mayor número de móviles no progresivos e inmóviles. La morfología normal fue más alta en el grupo 2 (p = 0.0063). En los varones menores de 40 años se observó un número significativamente mayor de casos de buena integridad espermática (p = 0.013). El diagnóstico seminal demostró que los varones con mala integridad tuvieron alteraciones espermáticas más severas. Los factores de infertilidad más frecuentes implicados en ambos grupos fueron: aborto de repetición, edad de la pareja, falla previa en la técnica de reproducción asistida, factor masculino severo y factor tubárico. CONCLUSIONES: La mala integridad del ADN espermático tiene repercusiones en la concentración espermática, movilidad y morfología, además de alterar el diagnóstico seminal, pues los varones tuvieron trastornos más severos cuando no hubo algún factor de infertilidad que describiera un comportamiento específico relacionado con la mala integridad espermática.

Abstract OBJECTIVE: To determine the impact of sperm DNA damage on the most studied seminal parameters in clinical diagnosis of infertile males. MATERIALS AND METHODS: Prospective and comparative case-control study that included male patients seen at Centro Integral de la Mujer y Reproducción Asistida de Puebla, Mexico. Study parameters: age, mobility, morphology, seminal diagnosis, leukocytes and infertility factor. The results were analyzed with Graphpad Prism 5.0 and were considered statistically significant with p < 0.005. RESULTS: 110 male patients were studied: 33 patients with poor sperm DNA integrity (group 1) and 77 patients with good integrity (group 2). Sperm concentration and type A + B mobility in group 2 was significantly higher than in group 1 (p <0.0001), where a greater number of non-progressive and immobile mobiles was recorded. The normal morphology was higher in group 2 (p = 0.0063). In men under 40 years of age, a significantly higher number of cases of good sperm integrity was observed (p = 0.013). The seminal diagnosis showed that males with poor integrity had more severe sperm alterations. The most frequent infertility factors involved in both groups were: repeat abortion, age of the couple, previous failure in the technique of assisted reproduction, severe male factor and tubal factor. CONCLUSIONS: The poor integrity of the sperm DNA has repercussions on sperm concentration, mobility and morphology, alters the seminal diagnosis, since males had more severe alterations when there was no infertility factor that described a specific behavior related to poor sperm integrity.

Fragmentación del ADN espermático e infertilidad masculina / Fragmentation of sperm DNA and male infertility

La integridad del ADN de los espermatozoides, es un indicador importante de la fertilidad, se utiliza como una variable adicional para evaluar, junto al espermograma, la calidad de una muestra seminal. En el presente trabajo se describen algunos aspectos de interés relacionados con la fragmentación del ADN espermático, cuya etiología es multifactorial y está relacionada con factores intrínsicos, como el empaquetamiento anormal de la cromatina durante la espermiogénesis, la apoptosis defectuosa antes de la eyaculación y la producción excesiva de especies reactivas del oxígeno; y con factores extrínsecos, como son los cambios en los hábitos de vida, la exposición a agentes tóxicos, así como la edad avanzada. La fragmentación está asociada al deterioro de las variables seminales, además afecta la fertilidad natural y la realizada por tratamientos de reproducción asistida, por lo que la implementación en los laboratorios de Andrología, de la tecnología para detectar si el ADN de los espermatozoides está íntegro o fragmentado, incorpora un nuevo conocimiento en el estudio de los hombres con trastornos de fertilidad, lo que contribuye a mejorar el diagnóstico y pronóstico de la infertilidad masculina. Para realizar este trabajo se revisaron 122 artículos, de los cuales 84 cumplieron con los criterios de calidad esperados. La búsqueda se realizó a través de los buscadores habituales(AU)

Sperm DNA´s integrity is an important indicator of fertility and it is used as an additional variable to evaluate the quality of a seminal sample, together with the spermogram. This paper describes some interesting aspects related to the fragmentation of sperm DNA, whose etiology is multifactorial and is related to intrinsic factors, such as the abnormal packing of chromatin during spermiogenesis, defective apoptosis before ejaculation, and the excessive production of oxygen´s reactive species; and with extrinsic factors, such as changes in life habits, exposure to toxic agents, as well as aging. Fragmentation is associated with the deterioration of seminal variables, it also affects natural fertility and that produced by assisted reproduction treatments, so the implementation in the andrology laboratories of the technology to detect if the DNA of the sperm is intact or fragmented incorporates a new knowledge in the study of men with fertility disorders, which contributes to improve the diagnosis and prognosis of male infertility. To carry out this work, 122 articles were reviewed, of which 84 met the expected quality criteria. The search was made through the usual search engines(AU)

Modelo predictivo de fragmentación de ADN espermático usando parámetros evaluados en un espermatograma

Introducción: El análisis de espermatograma es utilizado como una prueba diagnóstica de la calidad seminal. Recientemente, el análisis de fragmentación espermática ha tomado importancia dado los diversos estudios que han demostrado que la integridad del ADN en el espermatozoide afectaría los resultados clínicos en los tratamientos de reproducción asistida. Objetivos: Identificar las variables analizadas en un espermatograma que predecirían independientemente el índice de fragmentación de ADN espermático (IFE). Diseño: Estudio retrospectivo, comparativo. Instituciones: Grupo PRANOR, Reprogenetics Latinoamerica, Clínica Concebir, Lima, Perú. Material biológico: Espermatozoides. Métodos: Se comparó variables individuales y dos modelos: el primero consideró el porcentaje de vialidad espermática y la edad del paciente; el segundo modelo incluyó el porcentaje de espermatozoides motiles y la edad. Se hizo análisis de regresión logística. Principales medidas de resultados: Viabilidad espermática, edad. Resultados: El análisis multivariado demostró que los dos modelos fueron significantemente superiores a las variables individuales (p<0,01). El primer modelo tuvo valores de coeficiente no estandarizados (IC95%) de 0,200 (0,082 a 0,318) y -0,146 (-0,206 a -0,086), respectivamente. El segundo modelo tuvo valores de coeficiente no estandarizados (IC95%) de -0,099 (-0,157 a -0,042) y 0,219 (0,99 a 0,339), respectivamente. El análisis de regresión logística demostró que el porcentaje de viabilidad espermática y la edad del paciente predijeron la probabilidad de tener un IFE superior al 30% con valores de coeficiente no estandarizados de edad de IC95% 0,034 (0,015 a 0,053) y porcentaje de viabilidad de -0,043 (0,034 a 0,052). Adicionalmente, el segundo modelo tuvo IC95% de -0,04 (-0,031 a -0,049) y 0,035 (0,017 a 0,053), respectivamente. Finalmente, una curva ROC construida para determinar la superioridad de algún modelo sobre las variables individuales demostró que las áreas bajo la curva (ABC) del modelo 1 (edad y viabilidad espermática) fue 0,727 (IC95% = 0,665 a 0,790) y el modelo 2 (edad y motilidad total de espermatozoides) 0,675 (IC95% = 0,606 a 0,744), comparadas con las ABC del porcentaje de viabilidad espermática = 0,295 (IC95% = 0,229 a 0,362), motilidad total de espermatozoides ABC = 0,333 (IC95% = 0,264 a 0,403) y edad de paciente con ABC 0,584 (IC95% = 0,510 a 0,658). Conclusiones: La edad, motilidad y viabilidad espermática correlacionaron de manera independiente con el IFE y, por tanto, estas variables podrían ser usadas como predictores del porcentaje de fragmentación de ADN.

Introduction: The spermatogram is used as a test of seminal quality. Recently, the sperm fragmentation test has demonstrated importance as sperm DNA integrity would affect clinical results in assisted reproduction treatments. Objectives: To determine spermatogram variables that would independently predict sperm DNA fragmentation index (SFI). Design: Retrospective, comparative study. Settings: Grupo PRANOR, Reprogenetics Latinoamerica, Clinica Concebir, Lima, Peru. Biologic material: Sperm. Methods: Individual variables and two models were compared: the first model considered percentage of sperm viability and patients age; the second model included percentage of motile sperms and age. Logistic regression analysis was done. Main outcome measures: Sperm viability, age. Results: Multivariate analysis showed that both models were significantly superior to individuals variables (p<0.01). The first model had non standardized coefficient values (95%CI) respectively of 0.200 (0.082 to 0.318) and -0.146 (-0.206 to -0.086). The second model had non standardized coefficient values (95%CI) respectively of -0.099 (-0.157 to -0.042) and 0.219 (0.99 to 0.339). Logistic regression analysis showed that the percentage of sperm viability and patients age predicted the probability of having an SFI over 30% with age non standardized coefficient values of 95%IC 0.034 (0.015 to 0.053) and viability percentage of -0.043 (0.034 to 0.052). Additionally the second model had 95%CI respectively of -0.04 (-0.031 to -0.049) and 0.035 (0.017 to 0.053). Finally, a ROC curve to determine the superiority of some model over individual variables showed that areas under the curve (ABC) of model 1 (age and sperm viability) was 0.727 (95%CI = 0.665 to 0.790) and model 2 (age and sperm total motility) 0.675 (95%CI = 0.606 to 0.744), compared with ABC of percentage of sperm viability = 0.295 (95%CI = 0.229 to 0.362), sperm total motility ABC = 0.333 (95%CI = 0.264 to 0.403) and patients age with ABC 0.584 (95%CI = 0.510 to 0.658). Conclusions: Age, and sperm motility and viability independently correlated with SFI and consequently these variables could be used as predictors of DNA fragmentation percentage.