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Le alterazioni genetiche rappresentano un rilevante fattore di rischio per l’ infertilità maschile. Nella popolazione maschile,  circa il 10-15% dei soggetti infertili presenta difetti genetici, responsabili della compromissione della funzionalità riproduttiva.

Le anomalie genetiche che incidono con una certa prevalenza e che hanno impatto clinico sono rappresentate dalle alterazioni  che riguardano interi cromosomi sessuali e autosomici ( alterazione del numero o della struttura) o parti di essi  (es. microdelezioni del braccio lungo del cromosoma  Y), singoli geni ( es.  mutazioni del gene della fibrosi cistica CFTR), alterazioni del DNA mitocondriale . Altre anomalie genetiche sono più rare e il loro ruolo nella patogenesi della sterilità non è ancora del tutto chiarito.

Tutte le anomalie genetiche indagate ai fini riproduttivi,  si definiscono costitutive , vale a dire presenti nel DNA di tutte le cellule dell’organismo, comprese quelle germinali ( spermatozoi ed ovociti).  Si ricercano sui linfociti recuperati mediante un prelievo di sangue periferico.

Le  alterazioni genetiche di cui stiamo parlando, possono localizzarsi su geni funzionalmente importanti per la spermatogenesi e  sono responsabili, oltre che dell’infertilità maschile, anche di esiti avversi durante la gravidanza, quindi aborti spontanei ripetuti e morte prematura del nascituro per  trasmissione di anomalie genetiche.

Di seguito riportiamo alcune delle alterazioni genetiche più comuni ed i fenotipi ad esse associati:

-       Sindrome di Klinefelter (47, XXY). L’anomalia cromosomica è rappresentata da un cromosoma X in più. I soggetti Klinefelter presentano un danno testicolare primitivo caratterizzato da ipotrofia testicolare ed elevati livelli di gonadotropine. L’espressione fenotipica è una condizione di azoospermia o di  grave oligozoospermia. In una certa percentuale di pazienti, infatti, è possibile ritrovare spermatozoi nell’eiaculato o focolai di spermatogenesi residua in alcuni tubuli seminiferi. Per questo motivo è spesso consigliabile ricorrere ad una biopsia testicolare con eventuale crioconservazione del campione prelevato, che potrà poi essere successivamente utilizzato per l’esecuzione di tecniche di PMA.

-       Altre alterazioni dei cromosomi sessuali . Es. la Sindrome di Jacobs (47XYY), la cui espressione fenotipica può variare tra una condizione di azoospermia ad una di normozoospermia.

-       Microdelezioni del cromosoma Y. Rappresenta la causa genetica più comune di sterilità maschile. Le microdelezioni si verificano a livello di una porzione del cromosoma ben definita, indicata come regione AZF( azospermia factors), in cui si riconoscono tre sottoregioni o loci indicati come a, b e c. Il corrispettivo clinico delle microdelezioni Yq si esprime con una grave testicolopatia, quindi azoospermia non ostruttiva o quadri di grave oligozoospermia.

Le delezioni complete dei tre loci a, b e c sono spesso incompatibili con la produzione di spermatozoi.

La delezione della regione AZF-a è la meno frequente e causa la sindrome a sole cellule del Sertoli,  mentre la delezione del locus AZF-b o dei loci AZF-b e AZF-c causa azoospermia associata alla sindrome a sole cellule del Sertoli, oppure l’arresto della spermatogenesi in fase pre-meiotica.

Le delezioni della regione AZF-c , contenente la famiglia genica DAZ, è la più frequente e si associano invece a fenotipo clinico e istologico variabile e sono in genere compatibili con un certo grado di spermatogenesi residua, suggerendo al clinico di poter ricorrere ad un intervento di prelievo microchirurgico degli spermatozoi da utilizzare per un ciclo di PMA.

In caso di trasmissione della microdelezione alla prole è consigliato far eseguire uno spermiogramma al figlio in età precoce (16-18 anni) per poter procedere con eventuale terapia medica o crioconservazione degli spermatozoi, informando della possibilità che questa alterazione possa determinare nel tempo un peggioramento della spermatogenesi.

È da segnalare, inoltre, un’aumentata incidenza di aneuploidie spermatiche che potrebbero causare aborti e una maggiore probabilità di generare prole 45 X0 (Sindrome di Turner)e 47, XXY (Sindrome di Klinefelter).

-       Mutazioni monogeniche.

Gene CFTR sul cromosoma 7. La mutazione in omozigosi del gene CFTR è responsabile dell’insorgenza della patologia nota come Fibrosi Cistica. Più del 95% degli uomini affetti da Fibrosi Cistica presenta una condizione di sterilità causata da un’azoospermia ostruttiva.

La Fibrosi Cistica, infatti,  si associa alla patologia ostruttiva e spesso all’agenesia bilaterale congenita dei vasi deferenti (CBAVD), un'alterazione dei dotti deferenti che consentono l'uscita degli spermatozoi dai testicoli (Congenital Bilateral Absence of the Vas Deferens CBAVD, Congenital Unilateral Absence of the Vas Deferens CUAVD).

L’analisi molecolare del gene CFTR consiste in un pannello di  ricerca di un numero variabile di mutazioni note. Tra queste mutazioni è raccomandabile includere anche la ricerca del polimorfismo dell’introne 8. Il polimorfismo 5T dell’introne 8 è una variazione del gene CFTR associata a quadri di CBAVD ( assenza bilaterale congenita dei vasi deferenti) che causa la mancata trascrizione dell’esone 9 e bassi livelli della proteina CFTR.

Anche l’agenesia monolaterale dei deferenti (CUAVD) può essere associata a mutazioni del gene la sua manifestazione clinica è una condizione di oligozoospermia o normozoospermia . la manifestazione clinica dei soggetti con CBAVD è azoospermia.

Le mutazioni del gene CFTR, tuttavia, non compromettono la spermatogenesi, pertanto i soggetti con mutazioni in eterozigosi posso far ricorso alla ICSI eseguita utilizzando spermatozoi recuperati dall’eiaculato, dal testicolo o dall’epididimo.

In questi casi  è consigliata una consulenza genetica che possa valutare la possibilità di trasmissione della mutazione  alla prole e uno screening approfondito nella partner per le mutazioni che interessano questo gene.

Gene AR sul cromosoma X. Le mutazioni in corrispondenza del gene che codifica per il recettore degli androgeni(AR) causano diverse alterazioni, denominate  come sindrome da insensibilità agli androgeni(AIS). Gli androgeni ed il loro recettore sono essenziali per lo sviluppo ed il mantenimento del fenotipo maschile e della spermatogenesi.

Le mutazioni di AR possono causare diversi gradi di insensibilità agli androgeni  (completa o parziale). La  mutazione parziale del gene AR determina una condizione di infertilità, spesso associata a ipospadia, micropene, criptorchidismo, ipoandrogenismo, (ginecomastia o ridotta virilizzazione). La ricerca di questa mutazione deve essere eseguita soprattutto nei maschi  infertili con livelli elevati di testosterone e di LH.

Mutazioni di geni associati al criptorchidismo.

Sono stati studiati dei geni che  hanno un ruolo nella fase trans-addominale di discesa dei testicoli nella borsa scrotale in epoca fetale ed i fisiologici processi di spermatogenesi. Le mutazioni in eterozigosi dei geni INSL3 e RXFP2 si associano a criptorchidismo, ma non esiste comunque un preciso rapporto di causa effetto tra genotipo mutato e fenotipo patologico, facendo ipotizzare che anche altri fattori genetici e ambientali associati a queste mutazioni contribuiscono a determinare l’insorgenza della patologia testicolare.

16 Maggio 2017

FRAMMENTAZIONE DEL DNA SPERMATICO

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Tra le indagini andrologiche assume particolare importanza la valutazione della frammentazione del Dna spermatico,un test che permette di aggiungere un’informazione utile allo screening di base maschile.

Il termine frammentazione si riferisce alla presenza di tagli su un singolo oppure su entrambi i  filamenti dell’elica del DNA dello spermatozoo, ed  è attualmente oggetto di interesse e di studio all’interno della comunità scientifica per diversi motivi. Innanzitutto fornisce un dato aggiuntivo circa la qualità degli spermatozoi rispetto ai soli parametri (concentrazione, motilità e morfologia) valutati con l’esame seminale di base. Inoltre, diversi studi concordano sull’importanza che la frammentazione del Dna spermatico assume sia nelle gravidanze spontanee, che nelle tecniche di PMA. L’integrità del Dna è una prerogativa fondamentale non solo per la capacità fecondante dello spermatozoo, ma anche per il corretto sviluppo embrionale e fetale.

I meccanismi alla base di questo fenomeno non sono del tutto conosciuti, molti ricercatori ritengono che il danno al Dna spermatico sia il frutto di più fattori concomitanti come difetti nel processo di maturazione dello spermatozoo, stress ossidativo, ovvero un aumento dei Radicali Liberi dell’Ossigeno (ROS) nel plasma seminale, imputabili a condizioni patologiche che riguardano l’apparato genitale maschile (infezioni, infiammazioni, congestioni, varicocele, cancro) fattori ambientali e stili di vita scorretti

È stato visto che l’ovocita, durante il processo di fecondazione, ha la capacità di riparare i danni al Dna dello spermatozoo, ma tale capacità dipende in parte dalla qualità dell’ovocita stesso (e quindi dall’età della paziente) e in parte dall’entità del danno, ovvero danni troppo estesi  potrebbero non essere riparati completamente. Questo suggerisce che il test per  la valutazione del DNA spermatico dovrebbe essere eseguito routinariamente, almeno in quei pazienti ai quali viene prospettato un ciclo di PMA.

Quindi è consigliabile eseguire il test di frammentazione:

  • quando i parametri dello spermiogramma sono normali e non si riesce ad ottenere una gravidanza;
  • in caso di fallimento dei cicli IVF;
  • in caso di aborti ripetuti;
  • per le donne oltre i 40 anni, perché gli ovociti hanno una ridotta capacità di riparazione degli errori del DNA spermatico.

Attualmente, le tecniche utilizzate per la valutazione della percentuale di frammentazione del DNA spermatico sono diverse, presso il nostro Centro è utilizzata la metodica SCD (Sperm Chromatin Dispersion test), che valuta la presenza di rotture del DNA seguendo la sua decondensazione dopo trattamento acido.

La tecnologia si basa sulla risposta differenziale che può derivare da un’analisi dei nuclei di spermatozoi che presentano il DNA frammentato a confronto di quella ottenuta dall’analisi di spermatozoi con DNA intatto. La denaturazione controllata del DNA, seguita dall’estrazione delle proteine nucleari, produce dei “nucleoidi” parzialmente deproteinizzati, nei quali i “loop” di DNA si espandono dando origine a degli aloni di cromatina dispersa. I nucleoidi spermatici, il cui DNA risulta frammentato, in genere non sviluppano aloni di dispersione o comunque se presente, l’alone risulta di dimensioni minime.


La preservazione della fertilità è una delle più grandi conquiste che la medicina della riproduzione ha ottenuto negli ultimi 10  anni rispetto ai 50 anni di ricerca medica e biologica in questo campo, e si attua mediante una metodica definita crioconservazione.

La crioconservazione è una branca della criobiologia che prevede l’interruzione reversibile dei processi biochimici e metabolici delle cellule, consentendo alle stesse di mantenere la propria vitalità a lungo grazie all’uso di sostanze crioprotettrici. La crioconservazione si effettua tramite congelamento a bassissime temperature (–196°C) in azoto liquido.

È possibile crioconservare:

•  Spermatozoi

•  Tessuto testicolare

•  Ovociti

•  Tessuto ovarico

•  Zigoti

•  Preembrioni prima della compattazione

•  Blastocisti

 

Chi deve crioconservare?

Nella popolazione maschile:

  • Soggetti ipofertili
  • Soggetti con azoospermia
  • Soggetti che si sottopongono a vasectomia
  • Soggetti che devono sottoporsi a chemio e/o radioterapia

 

Nella popolazione femminile:

  • Pazienti affette da endometriosi o malattie genetiche (POF)
  • Pazienti oncologiche che devono sottoporsi a chemio e/o radioterapie
  • Pazienti affette da patologie non oncologiche (malattie autoimmuni)
  • Donne che manifestino opposizione etica o legale alla crioconservazione embrionaria
  • Donne che decidono di donare i propri ovociti (Ovodonazione)

Attualmente, le metodiche usate per la crioconservazione sono due: congelamento lento, utilizzato per la crioconservazione dei gameti maschili, e vitrificazione, usata per la crioconservazione di ovociti ed embrioni.

La crioconservazione dei gameti maschili è, ad oggi, una metodica sicura ed efficace e prevede dapprima la concentrazione del campione e lo stoccaggio dello stesso all’interno di appositi contenitori assieme al crioprotettore e il congelamento vero e proprio dello stesso. Il congelamento, in questo caso, si definisce lento perchè prevede una fase iniziale in vapori di azoto e successivamente l’immersione in azoto liquido. La tecnica permette di ottenere percentuali altissime di sopravvivenza post-scongelamento, sebbene il campione, come conseguenza della metodica stessa, potrebbe presentare una riduzione della motilità, danni ultrastrutturali (sia a livello della membrana cellulare, sia a livello dei mitocondri) e un aumento del grado di denaturazione del DNA.

Il congelamento rapido (vitrificazione) usato per ovociti ed embrioni, presenta il grosso vantaggio rispetto al congelamento tradizionale, di impedire la formazione di cristalli di ghiaccio che potrebbero indurre danni cellulari, infatti il congelamento avviene mediante immersione diretta del campione in azoto liquido ad una velocità tale che le cellule non hanno il tempo di formare cristalli. Anche nel caso della vitrificazione sono garantite percentuali di sopravvivenza altissime dopo scongelamento, che possono realisticamente offrire buone possibilità di gravidanza, seppur più basse rispetto ai cicli a fresco.

Infine la crioconservazione è consigliata ed applicata a uomini e donne che decidono di posporre l’esperienza della paternità / maternità per ragioni non mediche ma che dipendono da fattori sociali ed economici (Social freezing), ovvero a tutte quelle coppie che per motivi personali, non desiderano gravidanze immediate, ma che non vogliono pregiudicarsi la possibilità di averle in futuro.

20 Aprile 2017

GLI OLI ESSENZIALI DELLA FERTILITA'

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L’aromaterapia è una pratica della fitoterapia che risale ai tempi più antichi. Essa si avvale delle meravigliose proprietà degli oli essenziali, ovvero dei concentrati attivi e potenti contenuti in strutture specifiche all'interno di vari organi della pianta, estratti tramite distillazione. Hanno il vantaggio di essere facilmente assorbiti sottoforma di microparticelle dal nostro organismo per via cutanea o inalatoria, rimanendo in circolazione nel sangue per diverse ore.

La loro azione è a largo spettro, aiutano l’equilibrio ormonale riducendo infiammazioni e stress apportando ,quindi, un’azione benefica sulla salute psicofisica. Gli effetti benefici degli oli si riscontrano anche in ambito riproduttivo e sono particolarmente utili come coadiuvanti nel trattamento dell’infertilità. Ecco alcuni esempi:

-       l’olio di rosa è un tonico per l’utero, regola il ciclo mestruale e l’equilibrio dell’ambiente vaginale. Migliora i parametri seminali e previene l’impotenza;

-       l’olio di geranio favorisce la circolazione, riduce le mestruazioni abbondanti e regola il sistema ormonale;

-       l’olio di gelsomino ha proprietà calmanti e antidepressive. Favorisce l’equilibrio ormonale. Nell’uomo fa aumentare il numero di spermatozoi.

-       L’olio di melissa agisce sull’utero migliorando il tono e il ritmo mestruale. Tranquillizza e rende ottimista rendendo meno stressante la ricerca della gravidanza.

Gli oli essenziali si rendono disponibili tramite vaporizzazione con appositi bruciatori, oppure possono essere inalati o versati nell’acqua di una vasca da bagno. Spesso si associano a massaggi con un immediato effetto benefico.  

03 Aprile 2017

FUMO DI SIGARETTA E QUALITA’ DEL LIQUIDO SEMINALE

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Sono diversi i lavori scientifici che hanno come oggetto di studio gli effetti dannosi del tabacco sulla funzionalità riproduttiva maschile. Da queste evidenze emergerebbe che nei fumatori si osserva una diminuzione della qualità dei parametri seminali.

Un recente studio pubblicato sulla rivista Reproductive Health ha comparato dei campioni di liquido seminale appartenente a 140 soggetti di cui 95 fumatori e 45 non fumatori. I fumatori sono stati distinti nelle categorie: lieve (< 5 sigarette al giorno), moderata (5-10 sigarette al giorno) e pesante (> 10 sigarette) e i loro campioni seminali sono stati valutati secondo i criteri stabiliti dal  WHO 2010. I risultati di questo studio dimostrano che già nei fumatori moderati, il volume di liquido seminale, la percentuale di motilità, di forme normali e la concentrazione di spermatozoi sono notevolmente più bassi rispetto ai valori riscontrati nei campioni seminali del gruppo controllo non fumatore.  Ma da che cosa  dipende questo calo così drastico dei parametri seminali? Intanto si è visto che la riduzione del volume seminale è inversamente proporzionale al numero di sigarette fumate al giorno, mentre la riduzione della motilità potrebbe essere determinata dall’effetto mutagenico degli idrocarburi aromatici e dell’effetto tossico della nicotina che inducono una disfunzione a livello del microcircolo sanguigno del testicolo; riducendo di conseguenza il numero di globuli rossi che riforniscono le cellule del Leydig e del Sertoli, importantissime nel controllare il microambiente riproduttivo. Inoltre, la continua esposizione al monossido di carbonio determina una riduzione dell’emoglobina ossigenata, con un conseguente aumento delle specie reattive dell’ossigeno e  una riduzione del trasporto di ossigeno agli spermatozoi causando un’insofferenza degli stessi in termini di motilità.  Stesso discorso vale per la morfologia degli spermatozoi notevolmente compromessa dall’azione nociva delle sostanze tossiche e cancerogene contenute nel fumo di sigaretta.

Altri importanti studi dimostrano come gli idrocarburi policiclici aromatici e la nicotina possono essere responsabili di atrofia dei tubuli seminiferi portando così ad un blocco della spermatogenesi.

L’esposizione al fumo di sigaretta sembra essere dunque un importante fattore di rischio per le capacità riproduttive dell’uomo, fortunatamente questa infertilità è reversibile, ossia smettendo di fumare si recupera la propria fertilità (in media entro 1 anno). Se  il fumo da un lato riduce la fertilità nelle persone che dispongano di un potenziale di fertilità integro, nel caso di pazienti che già presentino uno specifico fattore di infertilità, può ridurre sensibilmente le possibilità di successo, anche ricorrendo alle tecniche della procreazione medicalmente assistita.

Sono inoltre in corso di studio dei lavori che indagano su come i componenti chimici del fumo di sigaretta possano influire sull’espressione e la regolazione di fattori genetici ed epigenetici delle strutture biologiche, compreso il DNA degli spermatozoi, le cui alterazioni potrebbero essere determinanti nell’insorgenza di gravi patologie nella prole.  

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