Chromatyna plemnikowa

Czym jest chromatyna plemnikowa? Jest to połączenie DNA plemnika, czyli jego materiału genetycznego oraz RNA i różne białka jądrowe. Chromatyna znajduje się w jądrze komórkowym plemnika. Chromatyna plemnikowa jest upakowana w chromosomach, a jej organizacja umożliwia przekazywanie informacji genetycznej na kolejne pokolenia.

Natomiast w kontekście badania nasienia „chromatyna plemnikowa” to nazwa badania, które poddaje ocenie strukturę tejże chromatyny plemnikowej. Nie chodzi tu o jej prawidłowość genetyczną (nie wykryjemy w tym badaniu np. mutacji) a raczej o to czy jest ona prawidłowo zorganizowana, dojrzała i czy nici chromatyny nie są zniszczone, co uniemożliwiałoby właściwe przekazanie informacji genetycznej, a w konsekwencji rozwój zarodka. Ponieważ jakości chromatyny plemnikowej nie da się ocenić pod mikroskopem w preparacie bezpośrednim w czasie wykonania badania ogólnego nasienia, jeśli jest to konieczne ocenia się to dodatkowo, w osobnym badaniu. Często jest tak, że nieprawidłowe wyniki badania nasienia (szczególnie obniżona morfologia albo ruchliwość) skłaniają do wykonania badania chromatyny plemnikowej, jako badania sprawdzającego, czy przyczyną nieprawidłowości budowy i ruchliwości nie są zaburzenia genetyczne. Poza tym, do tego badania może też skłonić obecność dużej liczby leukocytów w nasieniu – leukocyty  produkują wolne rodniki tlenu (tzw. ROS), które uszkadzają DNA. Chromatyna bywa tez uszkodzona u osób palących papierosy. Więcej artykułów opisujących badania czynników mających wpływ na jakość chromatyny plemnikowej znajdziecie pod tym artykułem.

Może się jednak zdarzyć i tak, że nasienie o prawidłowych  parametrach obserwowanych w badaniu ogólnym, okazuje się nieprawidłowe pod względem jakości chromatyny plemnikowej. Może to dotyczyć nawet 20% pacjentów, u których wyniki badania ogólnego są bez zarzutu. Takie przypadki są często „przeoczane”, ponieważ pacjentów z prawidłowym wynikiem ogólnego badania nasienia traktuje się często jako płodnych i nie poddaje się ich dalszym badaniom – jeśli nadal nie udaje się uzyskać ciąży takie pary trafiają często do niepłodności idiopatycznej (czyli o nieznanej przyczynie).

Właściwie nie obserwuje się ścisłej zależności pomiędzy parametrami nasienia i wynikami badania chromatyny plemnikowej. Oznacza to, że równie dobrze pacjent o dobrych wynikach badania ogólnego nasienia może mieć podwyższony odsetek plemników z defektami chromatyny, jak i pacjent o kiepskich wynikach badania ogólnego może mieć całkowicie poprawne wyniki badania chromatyny plemnikowej. Jedynie u pacjentów z oligozoospermią tendencja do pogarszania się wyników badania chromatyny plemnikowej wraz z obniżającą się liczbą plemników może być widoczna.

Z wyżej wymienionych powodów ocena chromatyny plemnikowej jest istotnym badaniem uzupełniającym do badania nasienia (jak zresztą i inne badania dodatkowe z nasienia: pICSI , separacja magnetyczna plemników nie-apoptotycznych czy Fertil Chip.

Przyczyną nieprawidłowości genetycznych w DNA plemników mogą być mutacje genów, jak i zaburzenia chromosomowe powstające na etapie spermatogenezy (powstawania plemników w jądrze) oraz już po jej zakończeniu, kiedy plemniki przebywają i dojrzewają w najądrzach. Przyczyną tych mutacji jest zarówno stres fizjologiczny (np. stres oksydacyjny – obecność wolnych rodników tlenu), jak i środowiskowy (substancje toksyczne pochodzące z otoczenia). Udowodniono m.in. wpływ palenia papierosów oraz zanieczyszczenie powietrza na pogorszenie wyników badania chromatyny plemnikowej. Także nowotwory jądra, choroby związane z wysoką temperaturą ciała oraz leukocytospermia (zwiększona liczba leukocytów w nasieniu towarzysząca np. stanom zapalnym w obrębie układu rozrodczego) przyczyniają się do defektów genetycznych w plemnikach. Więcej artykułów na ten temat znajdziesz poniżej tego artykułu.

Z wyżej wymienionych powodów ewentualne leczenie problemów z jakością chromatyny plemnikowej powinno rozpocząć się od wyeliminowania potencjalnie szkodliwych czynników, w tym chorób i toksycznych substancji z otoczenia pacjenta (w tym wyeliminowanie palenia papierosów). Dodatkowo np. stosowanie antyoksydantów (np. w diecie) może obniżyć negatywny wpływ wolnych rodników na plemniki. Tutaj z pomocą mogą przyjść między innymi oferowane na rynku suplementy diety – zobacz zestawienie.

Oddanie nasienia do badania chromatyny plemnikowej przebiega tak samo jak oddanie w celu przeprowadzenia badania ogólnego. Pacjent powinien zachować 2-7-dniowy okres wstrzemięźliwości płciowej i oddać całość nasienia. Nasienie po oddaniu może być mrożone, co nie ma wpływu na wyniki. Próbka nasienia może być następnie analizowana na miejscu lub przesłana do specjalistycznych laboratoriów, choć istotne jest aby od oddania do zamrożenia / testów nie upłynęło zbyt wiele czasu ponieważ zbyt długie przechowywanie próbki powoduje uszkodzenia chromatyny plemnikowej i mogłoby powodować uzyskanie nieprawidłowych wyników.

Chromatyna plemnikowa może być oceniana za pomocą kilku metod. Najbardziej popularna jest ocena struktury chromatyny plemnikowej wykonywana za pomocą techniki cytometrii przepływowej tzw. SCSA (ang. Sperm Chromatin Structure Assay).  Więcej informacji o tym badaniu znajdziesz tutaj: link. Wynikiem takiego badania jest tzw. indeks DFI (ang. DNA fragmentation Index), czyli odsetek plemników z uszkodzeniami DNA (fragmentacją DNA), a także HDS (ang.High DNA Stainability) – odsetek plemników o niedojrzałej chromatynie. Inną metodą oceny chromatyny plemnikowej jest SCD (ang. Sperm Chromatin Dispersion), także umożliwiająca ocenę liczby plemników z pofragmentowaną chromatyną, jednak na innej zasadzie niż w badaniu SCSA.

Gdzie można wykonać badanie chromatyny plemnikowej: link

Interpretacja wyników:

Wynikiem badania SCSA jest tzw. indeks DFI (odsetek plemników z fragmentacją DNA). Dodatkowo podaje się też stopień zaawansowania tych uszkodzeń (wyrażany procentowo) oraz odsetek plemników z chromatyną niedojrzałą.

• DFI <15% – wynik prawidłowy; bardzo dobry potencjał do zapłodnienia;
• DFI > 30% wynik nieprawidłowy; >30% plemników z defektami genetycznymi interpretuje się jako bardzo niski lub wręcz zerowy potencjał do zapłodnienia;
• DFI w zakresie 15-24% – dobry potencjał do zapłodnienia;
• DFI w zakresie 25-30% – umiarkowany/zadowalający potencjał do zapłodnienia.

Prawidłowy odsetek plemników dojrzałych (HDS) wynosi <15%.

Stopień zaawansowania uszkodzeń (jeśli jest podawany) dotyczy tylko plemników, które zostały „zaklasyfikowane” jako zawierające defekt, dlatego procent ten może być wyższy niż wskaźnik DFI.

W przypadkach słabych wyników badania chromatyny plemnikowej u danego pacjenta, przed użyciem jego nasienia w technikach wspomaganego rozrodu stosuje się procedury poprawiające odsetek plemników ruchliwych w próbce nasienia (np. swim-up, wirowanie w gradiencie gęstości). Ich zastosowanie przyczynia się co prawda do obniżenia odsetka plemników o nieprawidłowej chromatynie w próbce, jednak istnieją badania dowodzące, że nie powoduje to zwiększenia szansy na zapłodnienie.