Sperm nuclear study in the clinical practice

Introducción: Durante la espermatogénesis las células germinales masculinas sufren un complejo proceso de remodelamiento nuclear en el cual la cromatina espermática reemplaza cerca del 85% de sus histonas testiculares por proteínas pequeñas y fuertemente básicas denominadas protaminas. Este proceso es necesario no sólo para generar un núcleo hidrodinámico que permita el transporte de todo el genoma masculino a través del tracto reproductivo, sino también para proteger la información genética del ataque de nucleasas, especies reactivas del oxígeno (ROS) y mutágenos, que podrían inducir daño en el ADN. La disminución en el contenido de protaminas está ligada a una condensación incompleta o aberrante de la cromatina espermática y a una pobre integridad del ADN. Esta situación generaría un estado de ´susceptibilidad de la cromatina´ al ataque de agentes endógenos y exógenos que podrían generar altos niveles de fragmentación en el ADN espermático. Objetivo: Evaluar la relación entre los niveles de empaquetamiento de la cromatina espermática, el grado de daño en el ADN y la presencia de marcadores apoptóticos en espermatozoides eyaculados. Metodología: Se analizaron 213 muestras de pacientes que consultaron por infertilidad y 86 donantes fértiles. La compactación de la cromatina fue determinada por Cromomicina A3 (CMA3) y Azul de Anilina (AA), la fragmentación del ADN por el test de TUNEL con epifluorescencia y los niveles de apoptosis por Caspasa 3-Activa. Los datos se analizaron mediante tablas de contingencia 2x2 (Epidat 3.1), análisis de correlación de Pearson y test de Student (SPSS 16.0 para Windows; SPSS Inc., Chicago, IL). Resultados: Se encontró una correlación positiva entre los niveles de fragmentación espermática y el grado de compactación de la cromatina. De modo inverso, los valores de Caspasa 3-Activa correlacionaron negativamente con TUNEL. Además, se determinó el riesgo relativo de presentar valores alterados de TUNEL, en aquellas muestras con valores alterados de CMA3 y AA. Por otra parte, se encontró que algunos de los parámetros seminales básicos se encuentran disminuidos al momento que los valores de TUNEL y CMA3 y AA estan alterados. Conclusión: A lo largo de este trabajo se demostró la importancia que tienen los métodos de diagnósticos clásicos, como CMA3 y AA, para determinar la susceptibilidad de los espermatozoides al daño en el ADN, y como los parámetros seminales básicos están relacionados con estos niveles de daño. La importancia del estudio profundo de la gameta masculina reside en proveer nuevos conocimientos en el abordaje de los tratamientos en reproducción asistida.Introduction. During spermatogenesis, germinal cells suffer a complex nuclear remodeling in which 85% of testicular histones are replaced with small and basic proteins named protamines. This process is important and necessary to confer hydrodynamic shape and genetic information protection during transportation through the female tract. A poor content of protamines is related to incomplete or aberrant chromatin condensation and poor DNA integrity. This state could generate a “susceptibility state of chromatin” to endogenous and exogenous agents’ attack that could enhances DNA fragmentation. Aim. To study the relationship between chromatin remodeling, DNA damage and apoptotic status of sperm samples. Methodology. Semen samples of 213 patients and 86 sperm donors were analyzed for chromatin packaging using Chromomycin A3 (CMA3) and Aniline Blue (AB), DNA fragmentation through TUNEL assay and apoptotic levels through the identification of active-Caspase-3 by immunocytochemistry. Data were analyzed with contingency tables (2x2) (Epidat 3.1), Pearson´s correlation coefficient and Student´s t-test (SPSS 16.0 for Windows; SPSS Inc., Chicago, IL).Results. When abnormal chromatin package is present, a positive correlation with high levels of DNA fragmentation is observed. The relative risk of showing high levels of DNA fragmentation on altered chromatin samples was determined. In addition to that, we found that motility and sperm concentration were diminished when TUNEL were abnormal.Conclusions. We have shown the relationship between abnormal chromatin packing and DNA fragmentation. Likewise, we observed that some parameters such motility and sperm concentration are related with this damage. Our findings could be useful tools during the clinical search of the underlying male factor.Fil: Cabral, Noelia Edith. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico. Departamento de Estudios Biomédicos y Biotecnológicos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Faut, Monica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gonzalez Torres, maría Agustina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico. Departamento de Estudios Biomédicos y Biotecnológicos; ArgentinaFil: Rawe, Vanesa Yanina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentin