Отправить статью по E-mail Способность сперматозоидов с фрагментированной ДНК связываться с блестящей оболочкой ооцита
- Авторы: Ищук М.А.1, Комарова Е.М.1, Лесик Е.А.1, Мекина И.Д.1, Пендина А.А.1, Гзгзян А.М.1, Тапильская Н.И.2, Беспалова О.Н.2
-
Учреждения:
- Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
- Научно исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
- Выпуск: Том 72, № 6 (2023)
- Страницы: 63-76
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://journals.eco-vector.com/jowd/article/view/569417
- DOI: https://doi.org/10.17816/JOWD569417
- ID: 569417
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
Обоснование. Среди бесплодных пар значительную долю составляют случаи с идиопатическим бесплодием. При этом у партнера нормозооспермия может сопровождаться высокой долей сперматозоидов с фрагментированной ДНК. Изучение селективности блестящей оболочки ооцита в отношении сперматозоидов с фрагментированной ДНК для совершенствования методов отбора сперматозоидов и повышения эффективности программ экстракорпорального оплодотворения — крайне перспективное направление.
Цель — оценить способность сперматозоидов с фрагментированной ДНК связываться с блестящей оболочкой ооцита.
Материалы и методы. Материалом для исследования послужили образцы эякулята от пациентов с нормозооспермией (n = 5), образцы эякулята доноров спермы (n = 4), а также блестящие оболочки незрелых ооцитов (n = 25) от девяти пациенток. Эякулят готовили путем центрифугирования в градиенте плотности силиконовых частиц и с помощью метода флотации сперматозоидов, фрагментацию ДНК сперматозоидов оценивали с помощью метода флуоресцентного мечения одно- и двунитевых разрывов ДНК (TUNEL assay). Работу с гаметами и блестящими оболочками ооцитов проводили с помощью микроманипуляционного оборудования и фемтосекундного лазера.
Результаты. В исследовании показано, что сперматозоиды с фрагментированной ДНК могут эффективно связываться с блестящей оболочкой ооцита. Однако среди сперматозоидов, связавшихся с блестящей оболочкой, доля клеток с фрагментированной ДНК была достоверно ниже, чем в группе не связавшихся. Полученные данные указывают на важную роль блестящей оболочки ооцита в селекции сперматозоидов с интактной ДНК.
Заключение. Сперматозоиды с фрагментированной ДНК сохраняют способность связываться с блестящей оболочкой ооцита. Селективные свойства блестящей оболочки ооцита в отношении сперматозоидов с фрагментированной ДНК можно использовать для отбора гамет при внутрицитоплазматической инъекции сперматозоидов в ооцит и для выбора оптимальной стратегии в случаях «скрытого» мужского фактора, при котором мужчины с нормозооспермией сталкиваются с нарушением фертильности, в частности, из-за повреждения ДНК сперматозоидов.
Полный текст
Об авторах
Мария Алексеевна Ищук
Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Email: mashamazilina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4443-4287
SPIN-код: 1237-6373
Россия, Санкт-Петербург
Евгения Михайловна Комарова
Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Email: evgmkomarova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9988-9879
SPIN-код: 1056-7821
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургЕлена Александровна Лесик
Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Email: lesike@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1611-6318
SPIN-код: 6102-4690
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургИрина Дмитриевна Мекина
Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Автор, ответственный за переписку.
Email: irendf@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0813-5845
SPIN-код: 4682-8590
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургАнна Андреевна Пендина
Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Email: pendina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9182-9188
SPIN-код: 3123-2133
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургАлександр Мкртичевич Гзгзян
Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Email: agzgzyan@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3917-9493
SPIN-код: 6412-4801
д-р мед. наук, профессор
Россия, Санкт-ПетербургНаталья Игоревна Тапильская
Научно исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Email: tapnatalia@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5309-0087
SPIN-код: 3605-0473
д-р мед. наук, профессор
Россия, Санкт-ПетербургОлеся Николаевна Беспалова
Научно исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта
Email: shiggerra@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6542-5953
SPIN-код: 4732-8089
д-р мед. наук
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- Agarwal A., Mulgund A., Hamada A., et al. A unique view on male infertility around the globe // Reprod. Biol. Endocrinol. 2015. Vol. 13. No. 1. P. 1–9. doi: 10.1186/S12958-015-0032-1
- Kushnir V.A., Barad D.H., Albertini D.F., et al. Systematic review of worldwide trends in assisted reproductive technology 2004–2013 // Reprod. Biol. Endocrinol. 2017. Vol. 15. No. 1. P. 1–9. doi: 10.1186/S12958-016-0225-2
- Simon L., Proutski I., Stevenson M., et al. Sperm DNA damage has a negative association with live-birth rates after IVF // Reprod. Biomed. Online. 2013. Vol. 26. No. 1. P. 68–78. doi: 10.1016/J.RBMO.2012.09.019
- Leung E.T.Y., Lee C.L., Tian X., et al. Simulating nature in sperm selection for assisted reproduction // Nat. Rev. Urol. 2022. Vol. 19. No. 1. P. 16–36. doi: 10.1038/S41585-021-00530-9
- Marzano G., Chiriacò M.S., Primiceri E., et al. Sperm selection in assisted reproduction: A review of established methods and cutting-edge possibilities // Biotechnol. Adv. 2020. Vol. 40. doi: 10.1016/J.BIOTECHADV.2019.107498
- Gil M., Sar-Shalom V., Melendez Sivira Y., et al. Sperm selection using magnetic activated cell sorting (MACS) in assisted reproduction: a systematic review and meta-analysis // J. Assist. Reprod. Genet. 2013. Vol. 30. No. 4. P. 479–485. doi: 10.1007/S10815-013-9962-8
- Sakkas D., Ramalingam M., Garrido N., et al. Sperm selection in natural conception: what can we learn from Mother Nature to improve assisted reproduction outcomes? // Hum. Reprod. Update. 2015. Vol. 21. No. 6. P. 711–726. doi: 10.1093/humupd/dmv042
- Liu D.Y., Baker H.W.G. Human sperm bound to the zona pellucida have normal nuclear chromatin as assessed by acridine orange fluorescence // Hum. Reprod. 2007. Vol. 22. No. 6. P. 1597–1602. doi: 10.1093/HUMREP/DEM044
- Chiu P.C.N., Lam K.K.W., Wong R.C.W., et al. The identity of zona pellucida receptor on spermatozoa: an unresolved issue in developmental biology // Semin. Cell Dev. Biol. 2014. Vol. 30. P. 86–95. doi: 10.1016/J.SEMCDB.2014.04.016
- Redgrove K.A., Anderson A.L., Dun M.D., et al. Involvement of multimeric protein complexes in mediating the capacitation-dependent binding of human spermatozoa to homologous zonae pellucidae // Dev. Biol. 2011. Vol. 356. No. 2. P. 460–474. doi: 10.1016/J.YDBIO.2011.05.674
- Liu D.Y., Garrett C., Baker H.W.G. Low proportions of sperm can bind to the zona pellucida of human oocytes // Hum. Reprod. 2003. Vol. 18. No. 11. P. 2382–2389. doi: 10.1093/HUMREP/DEG456
- Menkveld R., Vermeiden J.P.W., Rhemrev J.P.T., et al. Acrosomal morphology as a novel criterion for male fertility diagnosis: relation with acrosin activity, morphology (strict criteria), and fertilization in vitro // Fertil. Steril. 1996. Vol. 65. No. 3. P. 637–644. doi: 10.1016/S0015-0282(16)58167-9
- Garrett C., Liu D.Y., Baker H.W.G. Selectivity of the human sperm-zona pellucida binding process to sperm head morphometry // Fertil. Steril. 1997. Vol. 67. No. 2. P. 362–371. doi: 10.1016/S0015-0282(97)81924-3
- WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 5th ed. Geneva: World Health Organization, 2010 [дата обращения 05.09.2023]. Доступ по ссылке: https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/44261/97859051060905_rus.pdf?sequence=34&isAllowed=y
- Dyk Q.V. Incidence of aneuploid spermatozoa from subfertile men: selected with motility versus hemizona-bound // Hum. Reprod. 2000. Vol. 15. No. 7. P. 1529–1536. doi: 10.1093/humrep/15.7.1529
- Gelbaya T.A., Potdar N., Jeve Y.B., et al. Unexplained Infertility, the controversial matter in management of infertile couples // J. Reprod. Infertil. 2015. Vol. 16. No. 1. P. 1.
- Mackenna A. Contribution of the male factor to unexplained infertility: a review // Int. J. Androl. 1995. Vol. 18. No. 1. P. 58–61. doi: 10.1111/J.1365-2605.1995.TB00640.X
- Wang C., Swerdloff R.S. Limitations of semen analysis as a test of male fertility and anticipated needs from newer tests // Fertil. Steril. 2014. Vol. 102. No. 6. P. 1502–1507. doi: 10.1016/J.FERTNSTERT.2014.10.021
- Burkman L.J., Coddington C.C., Franken D.R., et al. The hemizona assay (HZA): development of a diagnostic test for the binding of human spermatozoa to the human hemizona pellucida to predict fertilization potential // Fertil. Steril. 1988. Vol. 49. No. 4. P. 688–697. doi: 10.1016/S0015-0282(16)59841-0
- De Almeida Ferreira Braga D.P., Iaconelli A., De Cássia Sávio Figueira R., et al. Outcome of ICSI using zona pellucida-bound spermatozoa and conventionally selected spermatozoa // Reprod. Biomed. Online. 2009. Vol. 19. No. 6. P. 802–807. doi: 10.1016/J.RBMO.2009.09.020
- Liu D.Y., Baker H.W.G. Defective sperm-zona pellucida interaction: a major cause of failure of fertilization in clinical in-vitro fertilization // Hum. Reprod. 2000. Vol. 15. No. 3. P. 702–708. doi: 10.1093/humrep/15.3.702
- Liu D.Y., Baker H.W.G. Frequency of defective sperm-zona pellucida interaction in severely teratozoospermic infertile men // Hum. Reprod. 2003. Vol. 18. No. 4. P. 802–807. doi: 10.1093/HUMREP/DEG164
- Leung E.T.Y., Lee B.K.M., Lee C.L., et al. The role of spermatozoa-zona pellucida interaction in selecting fertilization-competent spermatozoa in humans // Front. Endocrinol. 2023. Vol. 14. doi: 10.3389/FENDO.2023.1135973/FULL
- Menkveld R., Franken D.R., Kruger T.F., et al. Sperm selection capacity of the human zona pellucida // Mol. Reprod. Dev. 1991. Vol. 30. No. 4. P. 346–352. doi: 10.1002/mrd.1080300409
- Liu D.Y., Baker H.W.G. Acrosome status and morphology of human spermatozoa bound to the zona pellucida and oolemma determined using oocytes that failed to fertilize in vitro // Hum. Reprod. 1994. Vol. 9. No. 4. P. 673–679. doi: 10.1093/oxfordjournals.humrep.a138570
- Liu D.Y., Gordon Baker H.W. High frequency of defective sperm – zona pellucida interaction in oligozoospermic infertile men // Hum. Reprod. 2004. Vol. 19. No. 2. P. 228–233. doi: 10.1093/humrep/deh067
- Huszar G., Ozenci C.C., Cayli S., et al. Hyaluronic acid binding by human sperm indicates cellular maturity, viability, and unreacted acrosomal status // Fertil. Steril. 2003. Vol. 79. No. 3. P. 1616–1624. doi: 10.1016/S0015-0282(03)00402-3
- Balasuriya A., Serhal P., Doshi A., et al. Processes involved in assisted reproduction technologies significantly increase sperm DNA fragmentation and phosphatidylserine translocation // Andrologia. 2014. Vol. 46. No. 2. P. 86–97. doi: 10.1111/and.12052
- Panner Selvam M.K., Ambar R.F., Agarwal A., et al. Etiologies of sperm DNA damage and its impact on male infertility // Andrologia. 2021. Vol. 53. No. 1. doi: 10.1111/AND.13706
- Tesarik J., Kopecny V., Plachot M., et al. Activation of nucleolar and extranucleolar RNA synthesis and changes in the ribosomal content of human embryos developing in vitro // J. Reprod. Fertil. 1986. Vol. 78. No. 2. P. 463–470. doi: 10.1530/JRF.0.0780463
- Tesarik J., Kopecny V., Plachot M., et al. Early morphological signs of embryonic genome expression in human preimplantation development as revealed by quantitative electron microscopy // Dev. Biol. 1988. Vol. 128. No. 1. P. 15–20. doi: 10.1016/0012-1606(88)90261-8
- Veeck L.L. Atlas of the human oocyte and early conceptus. Philadelphia: Williams Wilkins, 1991. 441 p.
- Ganeva R., Parvanov D., Vasileva M., et al. Higher pregnancy rates after zona pellucida sperm selection // Fertil. Steril. 2019. Vol. 112. No. 3. doi: 10.1016/j.fertnstert.2019.07.826
- Liu F., Qiu Y., Zou Y. et al. Use of zona pellucida-bound sperm for intracytoplasmic sperm injection produces higher embryo quality and implantation than conventional intracytoplasmic sperm injection // Fertil. Steril. 2011. Vol. 95. No. 2. P. 815–818. doi: 10.1016/J.FERTNSTERT.2010.09.015
- Black M., Liu D.Y., Bourne H., et al. Comparison of outcomes of conventional intracytoplasmic sperm injection and intracytoplasmic sperm injection using sperm bound to the zona pellucida of immature oocytes // Fertil. Steril. 2010. Vol. 93. No. 2. P. 672–674. doi: 10.1016/J.FERTNSTERT.2009.08.063
- Jin R., Bao J., Tang D., et al. Outcomes of intracytoplasmic sperm injection using the zona pellucida-bound sperm or manually selected sperm // J. Assist. Reprod. Genet. 2016. Vol. 33. No. 5. P. 597–601. doi: 10.1007/s10815-016-0676-6
Дополнительные файлы
