ДНК-фрагментация: причины и последствия
ДНК-фрагментация
Генетический материал от клетки к клетке передается с помощью ДНК,
определенные последовательности которой кодируют конкретные белки. ДНК – это большая молекула, состоящая из 2 нитей. В трехмерном пространстве они тесно переплетены друг с другом и закручены по спирали. Однако в этих нитях (в одной или 2 сразу) могут возникать разрывы, то есть образуются фрагменты. Этот процесс и называется фрагментацией, при этом нарушается правильная передача
генетического материала. До сих пор ученым не удалось выяснить, почему происходит ДНК фрагментация ядра сперматозоидов. Предполагают, что причиной этого патологического
процесса могут быть:
- дефекты ремоделирования хроматина – способа «упаковки» генетического материала;
- апоптоз (запрограммированная клеточная гибель);
- окислительный стресс (образование радикалов, имеющих свободный
электрон, который и может повреждать здоровые структуры).
Как ДНК-фрагментация влияет на лечение ЭКО?
Повышенная фрагментация ДНК сперматозоидов (более 30% спермиев имели разрывы нитей ДНК) может быть ассоциирована с плохими результатами применения методов вспомогательной репродукции. Так, в исследованиях было показано, что если такие спермии использовались в цикле ЭКО и ИКСИ (интрацитоплазматическая инъекция сперматозоидов), то в одних случаях частота наступления беременности была невысокой, а в других – повышалась частота
встречаемости невынашивания беременности.
Высокий индекс фрагментации ДНК сперматозоидов, как правило, ассоциирован с неправильным формированием бластоцисты (структура, которая образуется через несколько часов после соединения сперматозоида с яйцеклеткой) и нарушением
процесса имплантации (внедрения бластоцисты в слизистую оболочку матки). Оплодотворение у мужчин с повышенным содержанием сперматозоидов с фрагментацией ДНК обычно не страдает. Беременность наступает, но последующая программа ее развития нарушена. Изменение целостности ДНК сперматозоидов может служить причиной появления врожденных пороков и генетических заболеваний плода. Если яйцеклетка имеет нормальное строение, но при этом оплодотворена фрагментированным сперматозоидом, то около 8% повреждений могут быть восстановлены. Однако восстановление с ошибками может приводить к появлению мутаций. Примерно 80% структурных перестроек хромосом, возникших вновь, имеют отцовское происхождение.
Как узнать, есть ли ДНК фрагментация?
Выполнить исследование фрагментации ДНК в сперматозоидах методом TUNEL. Это анализ повреждений ДНК сперматозоидов для оценки фертильной функции и выявления причин бесплодия и спонтанных абортов. В места разрыва ДНК с помощью энзиматической реакции встраивается флуоресцирующий меченый нуклеотид. Под микроскопом подсчитывается доля флуоресцирующих сперматозоидов. Для исследования необходимо выполнить параллельно с TUNEL светооптическое исследование эякулята. Исследование выполняется из одного и того же образца биоматериала. Если светооптическое исследование было выполнено ранее (1-3 месяца назад), для выполнения TUNEL необходимо предоставить его результаты.
