L'infertilité masculine est un problème complexe, et l'évaluation initiale repose souvent sur le spermogramme. Bien que cet examen soit utile en routine, il ne donne qu'une idée générale de la qualité du sperme. Ces dernières années, l’intégrité de l’ADN des spermatozoïdes et son rôle dans les cas d’infertilité qui répondent souvent aux valeurs de qualité établies comme normales ont suscité un intérêt croissant. La fragmentation de l'ADN spermatique est un facteur important à considérer, et cet article explore son impact sur la fécondation in vitro (FIV).
L'importance de l'intégrité de l'ADN spermatique
L’acide désoxyribonucléique (ADN) est une molécule qui contient l’information génétique utilisée dans le développement et le fonctionnement des organismes. Dans le cas du spermatozoïde humain, l’information génétique est stockée dans la tête. L'intégrité du matériel génétique des spermatozoïdes est considérée comme vitale pour une fécondation normale, un développement correct de l’embryon, une implantation réussie et une grossesse, tant dans le cadre de la procréation naturelle que de la procréation assistée.
Au cours de la formation des spermatozoïdes - la spermatogenèse - des ruptures de brins d’ADN peuvent être induites. Les spermatozoïdes peuvent également accumuler des dommages dans leur ADN pendant leur maturation et leur stockage dans l’épididyme avant l’éjaculation. Durant la spermatogenèse (processus complexe de production des spermatozoïdes dans les testicules) lors du remodelage et compaction de l’ADN, des mécanismes sophistiqués sont nécessaires pour compacter l'ADN dans la tête du spermatozoïde, notamment le remplacement des histones par des protamines.
Causes de la fragmentation de l'ADN spermatique
La fragmentation de l'ADN spermatique peut être causée par divers facteurs, à la fois internes et externes.
Causes internes
Certaines causes internes peuvent être dues à un empaquetage anormal du matériel génétique durant le cycle de production des spermatozoïdes, à un mécanisme de mort cellulaire, à une forte présence de radicaux libres, etc. En cas de rupture d’une seule chaîne, l’ensemble de la machinerie cytoplasmique de l’ovocyte est souvent capable de réparer la rupture, ce qui n’est pas le cas lorsque la rupture est une rupture de deux chaînes.
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Causes externes
En ce qui concerne les causes externes, nous pouvons par exemple citer une forte fièvre, une température testiculaire élevée, le tabagisme, l’existence de varicocèles, un facteur hormonal, un âge avancé, une maladie liée à certains traitements comme la chimiothérapie ou la radiothérapie, ou encore la contamination environnementale.
Techniques d'évaluation de la fragmentation de l'ADN spermatique
Il existe une multitude de techniques capables d’évaluer la fragmentation de l’ADN dans les spermatozoïdes, bien qu’elles diffèrent fondamentalement en termes de sensibilité et du type de dommages qu’elles peuvent détecter.
- Sperm Chromatin Structure Assay (SCSA): Nous utilisons la technique développée par Evenson il y a plus de 25 ans, qui reste la technique de référence : Sperm Chromatin Sctructure Assay (Evenson et al., 1980 ; Evenson, 2016) : l’ADN de 8000 spermatozoïdes est analysé en cytométrie en flux après préparation et coloration à l’acridine orange. L’ADN endommagé est plus vulnérable à la chaleur et à la dénaturation acide que les spermatozoïdes intacts. Son principal avantage est de pouvoir évaluer un grand nombre de cellules par cytométrie en flux. Chez IVF Spain, ils utilisent le test de SCSA (Sperm Chromatin Structure Assay). Ce test introduit un fluorochrome dans la chaîne de l’ADN qui émet (ou non) des signaux fluorescents de couleurs de différentes longueurs d’onde en fonction de la présence de lésions pour cause de fragmentation ou d’un compactage stable du matériel génétique. Après plusieurs essais de différentes techniques, ils ont choisi le test SCSA pour plusieurs raisons : tout d’abord afin d’évaluer rapidement de nombreux échantillons et un grand nombre de spermatozoïdes. C’est aussi un test facilement reproductible et statistiquement sûr de par sa longue pratique et sa concordance totales avec les résultats obtenus avec les autres techniques. Par ailleurs, il informe sur la maturité des spermatozoïdes.
- Test des comètes (COMET): En cas de petites portions d’ADN fragmenté, l’échantillon présente une image similaire à la queue d’une comète.
- TUNEL du sperme: La technique TUNEL est basée sur la détection effective de fragments d’ADN de simple ou double brin, où le signal augmente avec le degré de fragmentation. Cette étude a cherché à évaluer si l’indice de fragmentation, mesuré par TUNEL, du même échantillon séminal utilisé dans le cycle de fécondation in vitro pouvait avoir un effet néfaste en termes de taux de fécondation, de qualité de l’embryon et de résultats cliniques, en fonction de la qualité de l’ovocyte femelle avec 3 groupes de patientes : 67 avec une réponse ovarienne normale, 150 avec une faible réponse ovarienne et 113 qui ont subi un traitement par don d’ovocytes.
- SCD: Le test Sperm Chromatin Dispersion (dispersion de la chromatine du sperme) (SCD) estime indirectement le niveau de fragmentation de l’ADN en quantifiant la dispersion nucléaire présente dans l’échantillon.
Fragmentation de l'ADN et infertilité
Il existe de nombreuses études qui font le lien entre une fragmentation de l’ADN spermatique élevée et des problèmes de fertilité ou des faibles taux de grossesse dans des traitements de PMA. Par ailleurs, elle peut jouer un rôle important dans les cas appelé « infertilité inexpliquée ». Il est vrai qu’une haute fragmentation de l’ADN spermatique se voit souvent chez les hommes qui ont une mauvaise qualité spermatique.
La Fragmentation de l’ADN dans les spermatozoïdes peut entraîner différents problèmes au cours de la phase embryonnaire, allant de faibles taux de fécondation ou de blocages dans le développement de l’embryon à des fausses couches précoces. En fait, les lésions simple brin impliquent de multiples points de rupture dans toutes les régions du génome, étant liées au stress oxydatif, où dans le cadre de la reproduction, elles compliqueraient la grossesse clinique et, par conséquent, augmenteraient le délai de conception.
Fragmentation de l'ADN et FIV
Dans le cas d’un traitement par FIV, il serait essentiel d’effectuer une sélection des spermatozoïdes la plus précise et la plus efficace possible afin de n’utiliser que les spermatozoïdes dont le matériel génétique n’est pas endommagé au moyen de : colonnes d’annexine V (MACS), puces microfluidiques, etc.
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Sélection des spermatozoïdes
Pour améliorer les chances de succès de la FIV, il est crucial de sélectionner les spermatozoïdes avec l'ADN le moins fragmenté possible. Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour cela :
- Colonnes d'annexine V (MACS): Cette technique permet de séparer les spermatozoïdes sains des spermatozoïdes apoptotiques (en voie de mort cellulaire) qui ont tendance à avoir un ADN plus fragmenté.
- Puces microfluidiques: Ces dispositifs permettent de trier les spermatozoïdes en fonction de leur mobilité et de leur morphologie, ce qui peut indirectement aider à sélectionner les spermatozoïdes avec un ADN moins fragmenté.
Étude sur l'impact de la fragmentation de l'ADN
Ces travaux ont été publiés dans le journal de la British Fertility Society, Human Fertility, sous le titre « Sperm DNA fragmentation on the day of fertilisation is not associated with assisted reproductive technique outcome independently of gamete quality » et sont disponibles sur le site de l’Instituto Bernabeu.
Test de fragmentation de l'ADN spermatique
Il s’agit d’un test diagnostique avancé dans l’étude de l’infertilité masculine, réalisé dans des cas spécifiques pour compléter les informations obtenues après une analyse du sperme. Le test de fragmentation des spermatozoïdes permet d’analyser l’état de l’ADN du spermatozoïde, qui se trouve dans la tête du spermatozoïde et qui représente son intégrité génétique.
Comment réaliser le test ?
Recueillir l’échantillon dans un gobelet stérile (nous vous en fournirons un, mais de tels gobelets sont disponibles dans toutes les pharmacies).
Importance du test de fragmentation de l'ADN
Le spermogramme classique n’est que très peu corrélé avec le DFI en dehors du paramètre vitalité. C'est pourquoi, nous voulions aujourd’hui mettre le projecteur sur l’un des facteurs masculins qui peut empêcher la conception d’un bébé en bonne santé : les lésions dans le matériel génétique spermatique, aussi connues comme la fragmentation de l’ADN spermatique.
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Actuellement, aucun consensus mondial n’a été atteint quant à la valeur seuil de référence pour le niveau de fragmentation de l’ADN des spermatozoïdes comme indication du potentiel de fertilité d’un homme. En effet, plusieurs valeurs discriminantes ont été proposées en fonction des différents tests qui étudient l’intégrité de ce matériel génétique.
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