Açıklanamayan infertilite hasta grubunda yaşanan IVF uygulama başarısızlıklarında sperm DNA hasarı ve anöploidinin etkisi
Effect of sperm DNA damage and aneuploidy in patients with unexplained infertility and previous unsuccessful IVF attempt
Yazar: ÜMMÜ GÜLSÜM ERCAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MURAT ÖZNUR
Turgut Özal Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Anöploidi = Aneuploidy ; DNA = DNA ; DNA hasarı = DNA damage ; Fertilizasyon-in vitro = Fertilization-in vitro ; Kısırlık = Infertility ; Kısırlık-erkek = Infertility-male ; Sperm = Spermatozoa ; Sperm transportu = Sperm transport

Özet:
İnfertilite, bir yıl süre ile herhangi bir korunma yöntemi uygulanmadan ve düzenli cinsel ilişkide bulunulmasına rağmen gebelik olmaması durumudur. İnfertilite nedeniyle başvuran bir çifte nedene yönelik klinik ve laboratuvar araştırması yapmak soruna yönelik tedaviye karar verilebilmesini sağlar. İnfertilitenin çiftlere oranı değerlendirildiğinde: %30-40 oranında erkek faktörünün, %40-%50 oranında kadın faktörünün ve %25 oranında ise her iki çifte bağlı faktörlerin sebep olduğu ortaya çıkmaktadır. Açıklanamayan infertilite ise tüm infertilite nedenlerinin yaklaşık %15'ini oluşturur. Açıklanamayan infertilite, temel infertilite araştırmaları sonucunda herhangi bir sebep bulunamayan çiftler için kullanılan bir terimdir. Tanıda normal sperm analizi, ovulatuvar siklusların varlığı, normal uterin kavite ve en azından bir tubanın açık olduğunun gösterilmesi gerekir. Tedaviye karar veren hastalarda ise üç siklus klomifen sitrat veya gonadotropinlerle ovülasyon indüksiyonu ve intrauterin inseminasyon sonrası başarısız olunursa ÜYT'ye geçilir. 
İnfertil çiftin değerlendirilmesinde en önemli başlangıç testi spermiyogram analizidir. Hastanın gebe kalabilmesi için spermin sayısı, hareketliliği, morfolojisi ve DNA yapısı önemlidir. Bazı durumlarda spermin anöploidi gibi bir sayısal genetik dengesizliği olmamakta, bunun yerine DNA yapısı bozulmaktadır. Bu durumda spermiyogram analizinde anormal sonuç görülmeyebilir. Birçok test farklı özelliklerle sperm hücresinin DNA yapısını değerlendirmesine rağmen standart bir teknik veya saptanan durumların klinikle ilişkisinin ortaya konması noktasında ortak bir görüş yoktur. Bu konuda görüş birliğinin olmaması yapılan çalışmaların yetersiz kalmasından dolayıdır. Halbuki sperm kromatin ve DNA defektleri erkek fertilitesini etkileyen faktörlerdir. Spermin genetik yapısının bütünlüğünün korunması normal fertilizasyon ve sağlıklı bir embriyoya hayat verme açısından önemlidir. İntra-Sitoplazmik Sperm Enjeksiyonu (ICSI) uygulaması sonucu spermde DNA fragmantasyonu var ise, yumurta ile birleştiğinde embriyonun kendini tamir edebilme yeteneği olmasına rağmen embriyonun gelişim hızı ve implantasyonu etkilenebilir. Bu durum klinik gebelik ve canlı doğum oranlarını düşürmektedir. ICSI için kullanılan hasarlı sperm DNA'sının gelişecek embriyoda oluşturabileceği etkiler henüz çalışma aşamasındadır ve ileri çalışmalar gerektirmektedir. Normal semen analizi olan erkeklerde yüksek derecede DNA hasarı olabilecekken; çok kötü sperm kalitesi olan erkeklerde çok az DNA hasarı olabilir. Sperm DNA hasarı ve anöploidi çalışmaları, daha çok oligospermik ve şiddetli male faktör hastalarında yapılmış, açıklanamayan infertilite hasta gruplarında çalışmalar yetersiz kalmıştır. DNA hasarının İn vitro Fertilizasyon (IVF) ve ICSI sonuçlarına olan etkisi araştırılmakta olup hala tam olarak aydınlatılamamıştır. Bu nedenle açıklanamayan infertilite hasta grubunda başarısız ICSI denemelerini en aza indirmek ve gebelik oranlarını artırmak için yeni verilerle yeni çalışmalara ihtiyaç vardır. 
Açıklanamayan infertilite, tekrarlayan gebelik kayıpları ve DNA anomalileri gibi durumların sperm DNA fragmantasyonu ile ilişkili olduğu gözlenmiştir. Özellikle tekrarlayan gebelik kayıplarında DNA fragmantasyonu gibi genetik faktörler ve yaşa da bağlı olabilecek yüksek anöploidi oranlarından söz edilmektedir. Literatürde anöploidi oranı yüksek olarak bildirilmiş olan kromozomlar için Floresan in situ Hibridizasyon (FISH) testi kullanılarak normalde her bir spermde birer tane bulunması gereken bu kromozomların yokluğu veya fazlalığı araştırılır. Biz bu çalışmamızda açıklanamayan infertilite tanısı alan ve ICSI uygulaması sonucu gebelik elde edilememiş hasta grubunun spermiyogram analizinde spermde anöploidi (sperm-FISH testi ile) ve sperm DNA fragmantasyonu incelenmesini amaçlamaktayız. Bunun için spermiyogram örnekleri sperm-FISH analizine alınacak sonrasında DNA kromatin ve fragmantasyonunu saptamak için Sperm Kromatin DNA Testi (SCD) çalışılacaktır.
Açıklanamayan infertilite hasta grubundaki IVF uygulama başarısızlıklarına; sperm DNA hasarının etkisinin olup olmadığı ile ilgili yeterli sayıda çalışma bulunmamaktadır. Bunun için hem sperm hücresi DNA bütünlüğünün bozulmasını hem de bunun çiftlerin infertil durumuyla ilişkisini değerlendirecek çalışmalara ihtiyaç vardır. Sonuç olarak bu başarısız uygulamalara sperm DNA hasarının etkisi olup olmadığı ve saptanabilecek anöploidi oranlarının karşılaştırılmasıyla, açıklanamayan infertilitenin altında yatan genetik faktörlerin etkisinin açığa çıkartılmasının Üremeye Yardımcı Tekniklerin uygulanmasında çiftlerin sağlıklı bebek sahibi olma başarısını artıracağını öngörmekteyiz.

Abstract:
Infertility is a condition in which a woman is unable to become clinically pregnant after one year of regular unprotected sexual intercourse. Couples admitted to centers for infertility, laboratory research and clinical treatment are tested for the detection of the problem. In 30 to 40% of cases the male is found to be the cause of infertility, while in 40 to 50% of cases the cause of infertility lies with the female. In 25% of couples who experience infertility, the problem results from both the man and woman. Unexplained infertility constitutes approximately 15% of all infertility. Unexplained infertility is a term used for couples in which there is no identifiable reason for infertility. In routine diagnosis semen analysis, the presence of ovulatory cycles, a normal uterine cavity and at least one open fallopian tube should be seen. Patients who have decided to undergo treatment, 3 cycles of clomiphene citrate ovulation induction with gonadotropins and intrauterine insemination are assisted but if this failsother reproductive techniquesare tried.
The most important first step in the evaluation of infertile couplesis to run a sperm analysis. The number of sperm, their mobility, morphology and DNA integrity are all important factors for becoming pregnant. In some cases, there are no quantitative genetic imbalances/disruptions such as sperm aneuploidy; rather there are problems in terms of DNA structural integrity. A large number of tests are available to asses different aspects of sperm DNA integrity; but there is no consensus on the optimal technique or appropriate clinical cut-off levels. This lack of consensus is due in part to the fact that many studies have not yet been replicated as well as the fact that many studies thus far have been inadequate.  Sperm chromatin and DNA defects determine male fertility. Maintenance of sperm structural integrity is important for normal fertilization and a healthy embryo. DNA fragmentation occurs in sperm as a result of Intra-Cytoplasmic Sperm Injection (ICSI). Despite the fact that the embryo can repair itself after injection of the damaged sperm into the oosit, embryonic development and implantation rates are affected. This reduces both clinical pregnancy and live birth rates. In ICSI procedures, the ability of sperm with DNA damage to bring about a successful pregnancy is still under investigation and more advanced research is necessary. Men with normal semen analysis may have a high degree of DNA damage while men with very poor semen quality can have very little DNA damage. In studies of sperm DNA and aneuploidy, the majority of studies have focused on oligospermia and severe male factor infertility while unexplained infertility has been largely ignored. The effect of sperm DNA damage on In vitro Fertilisation (IVF)  and ICSI outcomes is still not clearly known. Therefore, new studies are greatly needed to increase success rates in patients with unexplained infertility suffering from unsuccessful ICSI attempts. Abnormalities such as sperm DNA fragmentation have been associated with unexplained infertility and recurrent miscarriage. Especially in the case of recurrent miscarriage, genetic factors such as DNA fragmentation and high rates of aneuploidy may beto blame. For chromosomes that have been shown to have a high rate of aneuploidy, the FISH method will be used to examine sperm for absence or presence of extra copies. In this study, it is our aim to analyze both sperm aneuploidy and DNA fragmentation in patients with unexplained infertility for whom ICSI did not result in successful pregnancy. To this end, samples acquired from semen analysis will be assessed for aneuploidy by Multicolour fluorescent In Situ hybridization (sperm-FISH) and for chromatin fragmentation by the Sperm Chromatin Dispersion (SCD) test. 
There is little data concerning the effect of sperm DNA damage on the success of IVF procedures in cases of infertility of unknown etiology. Thus there is a great need for research that can identify the mechanisms that cause sperm DNA damage and that affect clinical outcomes. We aim to elucidatethe etiology of unexplained infertility after IVF treatment with concrete evidence and data obtained through the investigation of the effect of DNA damage and aneuploidy on sperm. In conclusion, we anticipate the existence of underlying genetic factors in unexplained infertility resulting from sperm DNA damange and aneuploidy, the discovery of which could increase the hope of infertile couples to bring a healthy baby into the world.