Sperm DNA Hasarı Nedir?
Normal bir sperme analizinde sperm sayısı, hareketli, sperm oranı ve normal şekildeki sperm oranı değerlendirilir. Ancak, tüm bu değerler her zaman gerek normal yolla gerekse yardımcı üreme teknikleri ile gebelik elde etmede başarı oranını göstermede yeterli olmayabilir. Erkek kısırlığı ile sperm hücresinin genetik yapısı arasındaki yakın ilişki vardır. Normal sperm değerlerine rağmen gebelik elde edilemeyen olgularda veya başarısız yardımcı üreme tekniği uygulaması olan olgularda özel değerlendirme yöntemleri ile sperm hücresinin DNA yapısının değerlendirilmesi gerekebilir. Sperm DNA yapısında bozukluk olması normal gebelik şansını önlediği gibi yardımcı üreme tekniklerinde döllenme şansını da düşürmekte, ayrıca oluşan embriyonun bir takım muhtemel risklere maruz kalmasına da neden olmaktadır.
Sperm DNA’sının Özelliği Nedir?
Sperm gelişimin son aşamasında sperm DNA’sı testiste protaminler yolu ile histon bağlarının yenilenmesini sağlayan önemli bir yapılanma gösterir. Protamin; DNA’yı paketleyen histonlar ile yer değiştiren küçük, arjininden zengin, çekirdek proteinleridir. Sperm genetik materyalinin paketlenmesi ve stabilizasyonu için son derece önemlidir. İnsanlarda 1:1 oranında Protamin-1 (P1) ve Protamin-2 (P2) olarak adlandırılan iki tür protamin vardır. Bu yapının bozulması sperm DNA’sının dışarı çıkmasına ve çevresel etkenlerden etkilenerek hasarlanmasına neden olur.
Sperm DNA Hasarı Nasıl Gelişir?
Sperm DNA hasarı üç aşamada gerçekleşebilir:
- Henüz sperm hücresi yapım ve gelişim aşamasında iken yani DNA paketlenmesi sırasında, DNA paketlenmesindeki mekanizmaların bozuk olmasına bağlı olarak hasar ortaya çıkabilir
- Sperm hücresi yapıldıktan sonra hasarlı hücrelerin vücuttan temizlenme mekanizmasında bozukluk neticesinde hasar ortaya çıkabilir
- Testiste yapılan spermin testisi terk ettikten sonra gelişen hatalar veya çevresel etkenler sonucu ejakülasyon (meninin cinsel ilişki ile dışarı atılması) işlemine kadar geçe bekleme süreci içinde hasar gelişebilir
Sperm DNA hasarına yol açan en önemli neden bu etkenler sonucu ortaya çıkan seminal plazma içindeki toksik maddelerdeki artıştır. Reaktif Oksijen Ürünleri (ROS) olarak adlandırılan bu toksik maddeler sperm yapısını ve en önemlisi de DNA yapısını bozarak sperm fonksiyonunu etkilemektedir. Hidrojen peroksit (H2O2), nitrik oksit (NO), peroksinitrit menide bulunan önemli toksik maddelerdir.
Sperm DNA Hasarı Neden Olur?
Sperm hücresi hücresel yapısı özelliği ile nedeni ile çevresel etkenlere karşı son derece duyarlıdır. Enfeksiyonlar, çevresel toksik etkenler (İyonize radyasyon, kimyasal maddeler, ilaçlar, yüksek ısı vb.), testis torsiyonu, sperm kanalları tıkanması (cerrahi, travma, enfeksiyon vb.), hormonal faktörler (guatr), varikosel, obezite, sigara kullanımı ve yaş gibi pek çok etken sperm DNA hasarına yol açabilmektedir.
İnsan Vücudunda DNA Hasarını Koruyucu Mekanizmalar Var mıdır?
Seminal plazma içinde spermleri toksik maddelerden koruyan, testisteki Sertoli hücreleri tarafından sentezlenen anti-oksidan adı verilen bazı maddeler bulunmaktadır. Bu antioksidan maddeler çeşitli enzimler (Katalaz), vitaminler (A, C, E vitaminleri) ve proteinlerden (albümin, transferin, seruloplazmin, laktoferin) oluşur. Normalde toksik madde (ROS) ve anti-oksidan madde oranının dengeli olması gereklidir. ROS miktarının anti-oksidan oranını aşması durumunda sperm DNA hasarı ortaya çıkmaktadır.
Sperm DNA Hasarının Gebelik Üzerine Etkisi Nedir?
Artmış DNA hasarı sonucu sebebi izah edilemeyen infertilite (kısırlık), yardımcı üreme tekniği uygulanan çiftlerde düşük fertilizasyon, bozulmuş embriyonel klivaj, artmış abortus oranı, başarısız YÜT uygulamaları ile karşılaşılmaktadır. IVF tedavisi uygulanan çiftlerde DNA hasarı olan varsa döllenme olasılığı %60’lardan %30’lara kadar azalmaktadır.
Sperm DNA Hasarı Nasıl Saptanır?
Normal yolla verilen sperm örneğinde farklı yöntemlerle sperm DNA hasarı değerlendirilir.
- Sperm Kromatin Yapısı Tayini (SCSA); Asit ortamda hasarlı sperm DNA’sının daha kolay boyanması özelliği kullanılır. Normalde turuncu boyanması gereken hücrelerde DNA hasarı varsa renk yeşil ve kırmızıya döner.
- Tek Hücre Jel Elektroforez (COMET);Hasarlı DNA’ya sahip sperm hücrelerinin elektrik alanındaki göçünü ölçer. Spermler özel bir ortama konularak elektriksel uyarı verilir. Sağlam DNA yapısı olan hücreler hareket etmez; hasarlı DNA yapısı olan spermler hareket eder. Bu esnada hareket eden hücrelerin arkasında kuyruklu yıldıza benzer bir görüntü oluşur. Kuyruğun yoğunluğu hasarın derecesini belirtir.
- TUNEL (Terminal Deoxynucleotidyl Transferase-mediated Deoxyuridine (TRT) Triphosphate (dUTP) Nick En Labeling Assay); Özel bir boyama yöntemi ile DNA kırıkları işaretlenir. Normal hücreler mavi renkte görülürken; hasarlı hücreler yeşil renkte, az hasarlı hücreler mavi/yeşil renkte görülür. Değerlendirme özellikli immün floresan mikroskop veya flovsitometri ile yapılır.
- Sperm Kromatin Ayrılma Testi (Halo Test=SCD); Asit içeren bir ortama konulan spermler bir seri işleme tabi tutulduktan sonra hücre etrafında bir halka oluşup oluşmadığına bakılır. Eğer bu yapı izlenmiyorsa sperm DNA’sı hasarlı olduğu kabul edilir.
- Acridine Orange Test; Normalde yeşil boyanan hücrelerde hasar varsa renk kırmızıya döner.
- Anilin Blue ile sperm boyanması; Hasarlı DNA’ya sahip spermler zayıf kromatin paketlenmesinden dolayı koyu mavi renkte boyanırken, normal spermler hücre yapıları sağlam olduğu için boyanmazlar.
- Toluidine Blue ile sperm boyanması; Zayıf paketlenmiş veya hasarlı sperm DNA’sı kolay boyanır. Hasarlı spermler mavi boyanırken, hasarsız normal spermler renksiz izlenir.
Sperm DNA Hasarı Testi Hangi Durumda Uygulanır?
Normal sperm parametresi olan sebebi izah edilemeyen infertil olgularda, tekrarlayan gebelik kayıplarında, uygulanacak yardımcı üreme yöntemine karar vermede ( IUI veya IVF/ICSI), varikoseli olan olgularda ameliyat kararı vermede, yardımcı üreme tekniği sırasında ejakülat veya testiküler sperm kullanımına karar vermede durumlarında sperm DNA hasarı yardımcı olur.
Sperm DNA Hasarı Değerlendirmesi Nasıl Yapılır?
- DNA hasarı %15’ten az ise yeterli sağlıklı spermatozoa vardır ve fertilizasyon olasılığı yüksektir
- DNA hasarı %15-30 arasında ise kabul edilebilir DNA hasarı vardır; buna rağmen fertilizasyon olasılığı vardır
- DNA hasarı %30’dan fazla ise ileri derecede DNA hasarı vardır ve fertilizasyon şansı düşüktür
Sperm DNA Hasarı Yüksek ise Tedavi Seçenekleri Nelerdir?
Bu olgularda antioksidan ajanlar kullanılabilir. ROS düzeyini artıran etkenlerin ortadan kaldırılması yönünde yaklaşımlar yapılır (sigara bırakma, kilo verme vb. yaşam tarzı değişiklikleri). Enfeksiyon varsa tedavi edilmelidir. Varikosel ameliyatı uygulanabilir. Yardımcı üreme teknikleri sırasında testis spermi kullanımı bir diğer alternatiftir.