Estrés oxidativo de los espermatozoides

Por (embrióloga).
Actualizado el 05/11/2011

En este artículo mostramos une estudio prospectivo para determinar el nivel de ADN dañado, tanto oxidado como fragmentado, en los espermatozoides usados para inseminación artificial (IA) y microinyección espermática (ICSI), y su impacto en la tasa de fecundación y embarazo clínico.

Las conclusiones de este estudio muestran que el daño oxidativo en el ADN de los espermatozoides tiene un impacto negativo en la tasa de embarazo clínico para la IA, pero no en los ciclos de inyección intracitoplasmática de espermatozoides (ICSI).

DNA espermático

Para analizar la fragmentación del ADN espermático, se utilizó el test TUNEL, mientras que, para estudiar el estrés oxidativo, se usó el biomarcador 8-hidroxi-2´-deoxiguanosina (8-OHdG).

El biomarcador del daño oxidativo en el ADN (8-OHdG) fue altamente correlacionado con la fragmentación del ADN. Este marcador puede predecir la probabilidad de embarazo después de la inseminación artificial, pero no tras la ICSI.

El impacto de la fragmentación del ADN espermático en las tasas de embarazo tiene un valor cada vez más predictivo junto con el seminograma.

Varios grupos que han utilizado el test TUNEL para medir la fragmentación han hallado que un valor elevado de este parámetro reduce la tasa de embarazo clínico después de una ICSI y una IA. Al mismo tiempo, aumenta la tasa de aborto.

Otra de las preocupaciones que se añaden son las posibles consecuencias una vez logrado el embarazo con espermatozoides que tienen el ADN dañado, ya que si ese daño en el ADN es permanente puede afectar a generaciones posteriores. Por ejemplo, puede incrementar el número de casos de cáncer infantil o la prevalencia de algunas enfermedades.

Todavía se requieren más estudios para conocer exactamente los mecanismos que inducen la fragmentación del ADN espermático. No obstante, se sabe que puede producirse por calor excesivo, radiación electromagnética, un metabolismo lipídico anormal y estrés oxidativo. De estos factores, el estrés oxidativo ha sido el más estudiado y el que se cree que más impacto tiene en la fragmentación del ADN de los espermatozoides.

El mejor biomarcador para conocer el daño causado por el estrés oxidativo en los espermatozoides es el 8-OHdG. Este marcador ha sido encontrado en mayor proporción en el semen de hombres infértiles.

Varios estudios sugieren que la fragmentación del ADN espermático puede afectar tanto a la calidad embrionaria como a las tasas de embarazo clínico después de la ICSI o la FIV. Sin embargo, no existen estudios que examinen el daño causado por el estrés oxidativo en los ciclos de IA.

Métodos de reproducción asistida

Estudio prospectivo donde se incluyen 101 ciclos con semen eyaculado en fresco y con mujeres < 40 años. Del total de ciclos, 48 fueron de ICSI y 53 de IA. Las muestras seminales se recogieron por masturbación y se prepararon 1 hora antes de la punción ovocitaria.

Tras comprobar la movilidad espermática, las muestras se prepararon utilizando la técnica de los gradientes de densidad. La fragmentación del ADN se analizó en un mínimo de 200 espermatozoides por muestra mediante el test TUNEL. usando el marcador 8-OHdG, el porcentaje hallado de espermatozoides con daño oxidativo fue evaluado.

Después de realizar las técnicas de inseminación o ICSI, se determinó el embarazo con un resultado de b-hCG > 25 UI dieciocho días después de la extracción de los ovocitos. El embarazo clínico se confirmó con latido fetal después de las 6 semanas.

Resultados

De los dos grupos estudiados, IA e ICSI, la única diferencia entre ambos fue la edad de la mujer, que era más avanzada en el grupo de ICSI.

Respecto al día de la trasferencia embrionaria, el 77% se realizaron en día 3. No obstante, el día de la transferencia no se relacionó con la fragmentación ni la oxidación del ADN espermático.

Hubo una correlación positiva entre el porcentaje de fragmentación de ADN espermático y el marcador 8-OHdG. Sin embargo, ningún parámetro se correlacionó con la concentración o movilidad espermática, edad del hombre o días de abstinencia.

Fragmentación del ADN espermático

No se encontraron diferencias significativas a nivel general entre el porcentaje de fragmentación de pacientes que lograron el embarazo clínico y los pacientes que no lo consiguieron (4,7 frente a 6,7%). Tampoco se encontraron diferencias significativas entre los grupos de IA (4,1 con embarazo frente a 7,3% sin embarazo) e ICSI (5,2% con embarazo frente a 6,0% sin embarazo).

Oxidación del DNA espermático (8-OHdG)

La diferencia entre el 8-OHdG de pacientes que lograron el embarazo clínico y pacientes que no lo lograron, aunque se acercó a tener una relevancia general, no lo consiguió (13,2 vs 18,1%).

Sin embargo, si nos centramos en los diferentes grupos, se encontró que el 8-OHdG fue significativamente menor en los pacientes que consiguieron embarazo mediante IA (8,9%) frente a los que no lo consiguieron (20,2%).

En el grupo de pacientes que se sometieron a ICSI, no se encontraron diferencias significativas en el 8-OHdG (16,8 vs 15,5%).

No se encontró correlación entre la tasa de fecundación por ICSI y el porcentaje de DNA espermático fragmentado o el 8-OHdG.

Conclusiones

Con este estudio, se demuestra por primera vez que el biomarcador 8-OHdG en el ADN espermático tiene un valor significativo en la predicción de la probabilidad de embarazo clínico después de una IA. También se demuestra que ni la fragmentación del ADN espermático ni el 8-OHdG parece influir en la probabilidad de éxito después de realizar una ICSI.

Las especies reactivas de oxígeno (ROS) son capaces de atacar al ADN, causando roturas simples y dobles del ADN y modificaciones en los nucleótidos. Una de esas modificaciones afecta a la base 8-OHdG.

El estrés oxidativo y las ROS han sido encontradas en la formación del 8-OHdG, por lo que es posible que los espermatozoides que poseen este marcador presenten más roturas del ADN. Una acumulación de 8-OHdG en el ADN puede alterar la expresión génica.

Se estableció estadísticamente un valor umbral de 8-OHdG de 11,5% para predecir aquellas parejas que tienen mayor probabilidad de éxito después de una IA.

Con las limitaciones del seminograma, el análisis de este marcador puede ser útil en la evaluación de la fertilidad del varón.

La correlación positiva entre ambos parámetros (oxidación y fragmentación del DNA), nos indica que una gran proporción del ADN fragmentado en los espermatozoides es inducido por estrés oxidativo.

Existe controversia en el efecto que estos parámetros tienen en la ICSI donde se omite la selección natural del espermatozoide. Se cree que el genoma paterno se expresa en el embrión a partir del tercer día, así que el 8-OHdG afectaría al ovocito por otra vía.

Este estudio demuestra la importancia del ADN dañado en la esterilidad y el impacto del marcador 8-OHdG en el éxito de las técnicas de reproducción. Se destaca el valor de la utilización de este parámetro junto a la fragmentación del ADN espermático y el seminograma para evaluar el potencial fértil del varón.

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Bibliografía

Thomson LK, Zieschang JA, Clark AM. Oxidative deoxyribonucleic acid damage in sperm has a negative impact on clinical pregnancy rate in intrauterine insemination but not intracytoplasmic sperm injection cycles. Fertil Steril. 2011;96(4):843-7

Autores y colaboradores

 Cristina Mestre
Cristina Mestre
Embrióloga
Licenciada en Ciencias Biológicas, Genética y Reproducción Humana por la Universidad de Valencia (UV). Máster Universitario en Biotecnología de la Reproducción Humana Asistida por la UV con el Instituto Valenciano de Infertilidad (IVI). Embrióloga en IVI Barcelona. Más sobre Cristina Mestre

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