Amélioration de la qualité des spermatozoïdes dans le sperme hyperviscueux suite à un traitement à la DNase I

Juil 22, 2021
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Abstract

L’hyperviscosité du sperme altère la motilité des spermatozoïdes et peut conduire à l’infertilité masculine. Cette étude prospective visait à évaluer la capacité de la DNase exogène à améliorer la qualité du sperme, en tenant compte du fait que la DNase a été trouvée dans le plasma séminal de plusieurs espèces et que les neutrophiles libèrent de la chromatine afin de piéger les bactéries. Un total de soixante-dix-sept échantillons de sperme à haute viscosité séminale (HSV) comme groupe d’étude et soixante-deux échantillons de sperme à viscosité séminale normale (NSV) comme groupe de contrôle ont été comparés dans cette analyse. Ces échantillons de sperme ont été divisés en trois groupes recevant un traitement (a) avec la DNase I à 37°C pendant 15 minutes, (b) par centrifugation en gradient de densité, et (c) avec une combinaison des deux méthodes ci-dessus. Après un traitement de quinze minutes du sperme hyperviscueux, la motilité des spermatozoïdes dans 83% des échantillons de sperme a augmenté de manière statistiquement significative. Au contraire, le traitement à la DNase de sperme de viscosité normale n’a pas eu de tels effets. Le traitement ci-dessus s’est également accompagné d’une augmentation significative du pourcentage de spermatozoïdes normaux, ce qui a entraîné une diminution importante de l’indice de tératozoospermie. La comparaison entre les échantillons de sperme ayant subi une centrifugation en gradient de densité après un traitement à la DNase I, et ceux recueillis après le seul traitement en gradient de densité, a montré que dans le premier cas les résultats étaient plus spectaculaires. L’évaluation de chaque préparation en termes de rendement (% du nombre total de spermatozoïdes progressivement mobiles après traitement par rapport au nombre total de spermatozoïdes initial) a révélé que l’approche combinée a permis d’obtenir 29,8 % contre 18,5 % avec le traitement par densité seul (p=0,0121). Le traitement à la DNase I entraîne une amélioration de la motilité et de la morphologie des spermatozoïdes et pourrait être bénéfique aux hommes ayant un sperme hyperviscueux dans les protocoles de reproduction assistée.

1. Introduction

Des études ont documenté que l’hyperviscosité du sperme (SHV) se produit dans 12-29% des éjaculations . L’hyperviscosité du sperme est une condition qui peut entraîner l’infertilité masculine, car elle peut sérieusement altérer les caractéristiques physiques et chimiques du liquide séminal. Elle a été associée à une réduction de la motilité des spermatozoïdes, à un mauvais résultat de la fécondation in vitro et à une production accrue d’espèces réactives de l’oxygène (ERO). En outre, les niveaux de produits de dommages oxydatifs séminaux ont été significativement corrélés avec la viscosité du liquide séminal chez les hommes infertiles .

Il y a de fortes indications de l’existence de voies inhibitrices qui nuisent à la qualité du sperme par la production de ROS pendant le transport des spermatozoïdes dans les voies génitales masculines , des indications de dommages aux spermatozoïdes pendant la manipulation et le stockage en laboratoire , mais aussi des indications de production supplémentaire de ROS « automatiquement » après l’éjaculation , au moins dans certains cas d’hyperviscosité séminale . Cette condition est principalement associée à l’infection de la glande sexuelle accessoire de l’homme et à la varicocèle, même si la pathophysiologie n’est pas encore complètement comprise. En outre, une altération de la capacité antioxydante du liquide séminal a été détectée dans les échantillons oligoasthénozoospermiques en cas d’hyperviscosité séminale. De plus, des niveaux excessifs de ROS engendrent une peroxydation lipidique qui perturbe la morphologie des membranes. La présence de niveaux accrus de leucocytes dans le sperme est associée à la SHV . En outre, les leucocytes sont une source majeure de ROS et de vecteurs de rétrovirus dans le sperme, et leur présence a été associée à une diminution de la probabilité de conception ainsi qu’à un taux de réussite plus faible de l’insémination intra-utérine (IUI) et de la FIV conventionnelle. En outre, le SHV est corrélé à la composition du microbiote séminal et à la prévalence plus élevée de bactéries pathogènes.

Plusieurs approches thérapeutiques ont été proposées dans le cadre de la réduction de la viscosité du sperme SHV. La surhydratation et le massage de la prostate n’ont pas été efficaces . L’aspiration et l’expulsion douce du sperme, à travers une seringue de 5 ml, sont presque inefficaces car le SHV n’est pas un phénomène mécanique . La protéolyse par l’utilisation de la chymotrypsine améliore la manipulation du sperme hyperviscueux bien que certaines altérations se produisent dans les protéines du sperme . En tenant compte du fait qu’une telle procédure peut endommager la structure des spermatozoïdes et que, dans la plupart des cas, le SHV est corrélé à la leucocytospermie , nous avons émis l’hypothèse que le SHV est causé par les pièges extracellulaires des neutrophiles (NET) et qu’ils sont sensibles à la dégradation de l’ADN par la DNase I. À notre connaissance, il s’agit du premier rapport sur l’utilisation de la DNase I, afin de traiter le SHV.

2. Matériaux et méthodes

2.1. Participants

Une étude prospective a été menée sur 3 ans chez des patients ayant des antécédents d’infertilité à la clinique médicale d’Athènes, Locus Medicus, avec les critères d’exclusion suivants : hypogonadisme varicocèle, cryptorchidie et obstruction congénitale des canaux séminifères. Soixante-dix-sept échantillons de sperme avec HSV ont été obtenus comme groupe d’étude et soixante-deux échantillons de sperme normal avec NSV ont été obtenus comme groupe de contrôle, stratifiés comme suit. Initialement, un ensemble de trente-deux échantillons de HSV et dix échantillons de NSV ont été traités avec de la DNase I. En outre, un autre ensemble de vingt-six échantillons de HSV et cinquante-deux de NSV ont été traités par la méthode de centrifugation en gradient de densité (DGC). Enfin, dix-neuf échantillons de HSV ont été traités par une combinaison des méthodes, c’est-à-dire par un traitement initial à la DNase I, suivi de la DGC. Tous les participants ont signé un formulaire de consentement éclairé avant toute implication.

2.2. Analyse du sperme

Des échantillons de sperme, obtenus par masturbation après une abstinence sexuelle de 3 à 5 jours, ont été placés dans des récipients stériles. Après la collecte, les échantillons de sperme ont été laissés se liquéfier à 37°C et ont ensuite été soumis à une analyse conventionnelle limites de référence de l’analyse du sperme, avant et après le processus combiné décrit ci-dessus]. La motilité a été évaluée par le même biologiste officiellement formé (ESHRE), qui n’est pas impliqué dans l’étude. La présence de globules blancs (WBC) a été évaluée par un test à la peroxydase (Leukoscreen FertiPro ; Belgique) conformément aux directives de l’OMS 2010 . Bien que la viscosité puisse être évaluée par un viscosimètre quantitatif, la viscoélasticité du sperme a été estimée en utilisant des pipettes en plastique jetables permettant au sperme de tomber par gravité et en observant la longueur de tout fil. Les hommes dont le sperme a une longueur de fil comprise entre 2cm et 4cm sont classés dans la catégorie SHV légère (53,12%) ; une longueur de fil comprise entre 4cm et 6cm (40,62%) est étiquetée comme SHV modérée ; et une longueur de fil supérieure à 6cm est diagnostiquée comme SHV sévère (6,25%) ont été inclus dans le groupe de haute viscosité (HV), tandis que la viscoélasticité était considérée comme normale lorsque la longueur du fil était de 2 cm ou moins .

2.3. Traitement par enzyme

L’effet de la DNase I a été évalué sur des échantillons de sperme normaux et à haute viscosité. Après liquéfaction, la DNase I a été doucement aspirée dans le récipient stérile avec l’échantillon de sperme jusqu’à une concentration finale de 20 U/ml et mélangée constamment, puis incubée à 37°C pendant 15 à 60 minutes. La motilité et la morphologie des échantillons de sperme ci-dessus ont été analysées avant et après la digestion enzymatique et le % de RP (motilité de (a+b) % du nombre total de spermatozoïdes) des spermatozoïdes avant tout traitement a été évalué (c’est-à-dire le % de RP initial).

2.4. Préparation du sperme

La méthode de centrifugation en gradient de densité (DGC) a été réalisée selon les recommandations du fabricant. Le gradient de densité est préparé en superposant 1 ml de milieu à 40 % sur le milieu à 80 % PureSperm® (Nidacon International, Gothenburg, Suède) dans un tube à centrifuger conique de 15 ml. Le sperme est déposé sur le dessus du gradient et centrifugé à 300g pendant 20 minutes. L’ampleur et la force de la centrifugation peuvent être modifiées en fonction de la qualité de l’échantillon : par exemple, le temps de centrifugation peut être augmenté pour les échantillons à forte viscosité. Après la centrifugation, la majeure partie du surnageant doit être retirée délicatement et le culot placé dans un nouveau tube propre et bien remis en suspension dans 5 ml de milieu pour éliminer le milieu de gradient de densité. Il est ensuite essoré à 200g pendant 10 minutes, le surnageant est retiré et le culot final est remis en suspension dans le milieu stérile pour les technologies de reproduction assistée (ART). Enfin, dans le cadre d’un traitement combinatoire, les échantillons à haute viscosité ont d’abord été traités avec de la DNase I, puis préparés avec la méthode DGC décrite ci-dessus. La concentration, la motilité et la morphologie avant et après la préparation ont été déterminées.

Tenant compte du fait que le nombre total de spermatozoïdes progressivement mobiles (TPMSC) après lavage pourrait être utile pour prédire l’efficacité de l’insémination intra-utérine, le rendement de chaque méthode a également été évalué comme suit : le pourcentage de TPMSC après traitement soit avec la préparation DGC, soit avec la DNase I, soit avec un traitement combiné à la DNase I suivi d’une préparation DGC a été divisé par le nombre de spermatozoïdes totaux avant traitement. En outre, le résultat du rendement (c’est-à-dire le % de PR final/spermatozoïdes totaux avant) a été comparé au % de PR initial/spermatozoïdes totaux avant tout traitement. Le rendement a été évalué sur des échantillons de sperme présentant une viscosité élevée ou normale. Bien que, il n’y ait pas de consensus sur le nombre de spermatozoïdes motiles administrés dans la TAR , il est généralement admis que la récupération du nombre maximum de spermatozoïdes motiles de chaque échantillon de sperme après tout traitement est d’une importance majeure.

2.5. Analyse statistique

Les données ont été analysées par une ANOVA à sens unique suivie d’un test de comparaison multiple de Kruskal-Wallis en utilisant le GraphPad Prism 6.0. Une valeur p inférieure à 0,05 a été considérée comme statistiquement significative.

3. Résultats

La concentration de globules blancs (WBC) est présentée dans la figure 1. Il existe une différence statistiquement significative entre tous les groupes (p=0,0238 ANOVA à sens unique). De plus, la différence statistique au sein du groupe HV est de 0,0018.

Figure 1

Concentration de WBC (106/ml) en fonction de la longueur de fil de la viscosité (légère, modérée et sévère) comme le groupe HV ; w/o V : sperme sans viscosité.

L’utilisation de la DNase I augmente la motilité des spermatozoïdes chez les hommes (32 sujets) présentant une viscosité élevée. Comme le montre la figure 2(a), l’ajout de l’enzyme pendant quinze minutes (t=15) améliore le pourcentage de mouvement (a) de 2,875% de spermatozoïdes à 8,094% de spermatozoïdes immédiatement après la liquéfaction (t=0), ce qui est statistiquement significatif (p=0,049, test de comparaison multiple). En outre, le mouvement du PR entre les mêmes points temporels est passé de 27,468 % à 46,59 %, ce qui est statistiquement significatif (p<0,0001, test de comparaison multiple). Dans le même temps, la motilité de la fraction (c) a diminué de 34,687 % (t=0) à 21,5 % (t=15) (p<0,0001, test de comparaison multiple) tandis que la motilité de la fraction (d) a diminué de 37,812 % (t=0) à 31,968 % (t=15) (p=0,45 test de comparaison multiple). L’utilisation de la DNase I dans du sperme de viscosité normale n’augmente pas la motilité des spermatozoïdes de manière statistiquement significative, dans aucun échantillon comme le montre la figure 2(b).

(a)
(a)
(b)
(b)

(a)
(a)(b)
(b).

Figure 2

Effets de la DNase I sur la motilité des spermatozoïdes après 15 min d’incubation avec la DNase I. La DNase I améliore le mouvement des PR de manière statistiquement significative dans le sperme hyperviscueux (a) mais n’a aucun effet sur les spermatozoïdes de viscosité normale (b). w/o : spermatozoïdes sans traitement, traités : spermatozoïdes traités à la DNase I, a : spermatozoïdes à progression rapide, b : spermatozoïdes à progression lente, c : non progressifs, d : immotiques, et PR : motilité de (a+b).

La poursuite de l’incubation pendant quinze minutes supplémentaires (chez 21 sujets sur 32) (pour une durée totale de trente minutes, t=30) a augmenté la motilité d’une fraction de spermatozoïdes à 9,524 % (t=30) par rapport à 1,761 % (t=0) (p=0,046, test de comparaison multiple) comme le montre la figure 3. Fait intéressant, le mouvement du PR s’est considérablement amélioré, passant de 24 % (t=0) à 45,047 % (t=30) (p<0,0001, test de comparaison multiple) des spermatozoïdes. La motilité des fractions (c) et (d) des spermatozoïdes a diminué de manière statistiquement significative, passant respectivement de 35,714 % à 22,08 % (p=0,001, test de comparaison multiple) et de 40,238 % à 32,238 % (p=0,039, test de comparaison multiple). La réévaluation de la viscosité des spermatozoïdes après le traitement par la DNase I a montré que dans la plupart des cas, la viscosité a été normalisée ou au moins améliorée.

Figure 3

Effets de la DNase I sur la motilité du sperme hypervisqueux après 30 min d’incubation avec la DNase I. La DNase I améliore un mouvement de manière statistiquement significative dans le sperme hypervisqueux mais de manière moins spectaculaire que quinze min d’incubation. w/o : spermatozoïdes sans traitement, traités : spermatozoïdes traités à la DNase I, a : spermatozoïdes à progression rapide, c : non progressifs, d : immotiques, et PR : motilité de (a+b).

Nous avons ensuite comparé les résultats des spermatozoïdes ayant subi une centrifugation sur gradient de densité après traitement à la DNase I, avec ceux trouvés après le traitement sur gradient de densité seul. En raison des limites des échantillons, les deux procédures n’ont pas été utilisées sur des échantillons provenant des mêmes sujets, mais sur des échantillons provenant de sujets différents dont la viscosité du sperme était élevée. Le traitement par centrifugation en gradient de densité a également été utilisé pour l’insémination intra-utérine (IUI). Comme le montre la figure 4, le pourcentage de (a) mouvement après centrifugation en gradient de densité après traitement à la DNase I est passé de 3,416 % à 35,083 % des spermatozoïdes (soit une amélioration de 10,27 fois) par rapport à 6,333 % à 26,866 % des spermatozoïdes (soit une amélioration de 4,242 fois) dans le cas du traitement en gradient de densité seul (p<0,0001, test de comparaison multiple de Kruskal-Wallis). En ce qui concerne le mouvement (b), après une centrifugation en gradient de densité suivie d’un traitement à la DNase I, l’amélioration était également statistiquement significative (de 28,583 % à 40,916 % des spermatozoïdes (soit une multiplication par 1,43), p=0,0112). Dans le groupe traité par centrifugation en gradient de densité, l’amélioration respective est passée de 34,533 % à 46,466 % des spermatozoïdes (soit une amélioration d’un facteur 1,34), bien que la différence entre les groupes ne soit pas statistiquement significative (ns, test de comparaison multiple de Kruskal-Wallis). En outre, le mouvement du PR dans le premier groupe a augmenté de 32 % à 76 % des spermatozoïdes (2,375 fois) par rapport à une amélioration de 1,776 fois dans le second groupe (de 40,866 % à 72,666 % des spermatozoïdes) (différence non statistiquement significative entre les groupes, test de comparaison multiple de Kruskal-Wallis). La motilité de la fraction (c) et (d) des spermatozoïdes a diminué de 36,083 % à 10,583 % et de 31,916 % à 13,583 %, respectivement. La diminution respective dans le groupe de traitement par centrifugation en gradient de densité seul était de 29,40% à 14,80% (non statistiquement significatif entre les groupes, comparaison multiple test de Kruskal-Wallis).

Figure 4

Comparaison entre DGC après traitement DNase I vs DGC seul dans la motilité du sperme hypervisqueux. Le traitement combinatoire a eu un impact plus important sur le mouvement des spermatozoïdes que le DGC seul. w/o : sperme sans traitement, traité : sperme traité à la DNase I, a : spermatozoïdes à progression rapide, b : spermatozoïdes à progression lente, c : non progressifs, d : immotiques, et et PR : motilité de (a+b).

Le TPMSC post-lavé par rapport au nombre initial (rendement) de chaque préparation a été évalué (M&M). Le rendement du traitement par gradient de densité dans le cas d’un individu sans viscosité du sperme était de 27,096% (figure 5, w/o V-d). Le rendement de la même préparation dans le cas d’individus à haute viscosité (Figure 5, HV-d) était de 18,519%. Le changement dans les deux cas par rapport à leur contrôle respectif (c’est-à-dire, Figure 5, w/o V, HV) était statistiquement significatif (p<0,0001 et p=0,0377, respectivement, test de comparaison multiple de Kruskal-Wallis), ce qui indique qu’un grand nombre de spermatozoïdes PR ont été perdus après le traitement DGC. Lorsque les spermatozoïdes des individus à haute viscosité ont subi un traitement à la DNase (figure 5, HV-DNase), le rendement correspondant était de 42,47 %, tandis que la comparaison entre le traitement par gradient de densité (HV-d) et le traitement à la DNase (HV-DNase) a donné un résultat de p<0,0001 par rapport au groupe HV, test de comparaison multiple de Kruskal-Wallis. Malgré l’ampleur des résultats ci-dessus, la combinaison du traitement à la DNase suivi du traitement par gradient de densité (figure 5, HV-DNase-d) donne un rendement de 29,782 % (p=0,0121 par rapport au groupe HV, test de comparaison multiple de Kruskal-Wallis). En outre, la préparation combinée (HV-DNase-d) a été comparée au % de spermatozoïdes PR dans le sperme à haute viscosité avant tout traitement (Figure 5, HV), et a donné un résultat de p=0,448, ce qui signifie que la plupart des spermatozoïdes PR ont été récupérés. De plus, en comparaison avec le groupe w/oV-d, il n’y a pas de différence statistiquement significative comme p=0,619 test de comparaison multiple de Kruskal-Wallis.

Figure 5

Evaluation du % de rendement (TPMSC après traitement/spermatozoïdes totaux avant traitement) du DGC, du traitement à la DNase et de leur combinaison, dans du sperme à viscosité élevée ou normale. w/oV-d : sperme à viscosité normale après DGC, HV-d : sperme à viscosité élevée après DGC, HV-DNase : sperme à viscosité élevée après traitement à la DNase, et HV-DNase-d : sperme à viscosité élevée après traitement à la DNase, suivi de DGC. w/oV : sperme à viscosité normale avant traitement ; HV : sperme à viscosité élevée avant traitement.

Puis, l’appréciation de la morphologie des spermatozoïdes après une incubation de quinze minutes avec la DNase I entraîne une augmentation statistiquement significative du pourcentage de spermatozoïdes normaux de 5,468 % à 7,25 %, p=0,0197, comme l’illustre la figure 6. Dans le même temps, les anomalies de la tête ont diminué de 81,75 % à 74,937 % (p=0,0004) tandis que les anomalies du cou ont diminué de 22,062 % à 19,343 % (p=0,0197). Les anomalies de la queue et la gouttelette cytoplasmique suivent le même schéma. En raison de ces altérations de la morphologie, il est raisonnable d’observer un impact majeur sur l’indice de tératozoospermie (TZI). Comme le montre la figure 6, il a diminué de 1,205 à 1,084 (p<0,0001).

Figure 6

L’incubation de quinze minutes avec la DNase I rationalise la morphologie des spermatozoïdes et le TZI du sperme à haute viscosité. w/o : sperme sans traitement, traité : sperme traité avec la DNase I, tête abn : anomalies de la tête, queue abn : anomalies de la queue, et TZI : indice de tératozoospermie.

4. Discussion

Dans cette étude, nous avons émis l’hypothèse que l’hyperviscosité du sperme provient des NET. Les données présentées montrent que la digestion de l’ADN extrudé des NETs est réalisable, conduisant à une amélioration de la motilité des spermatozoïdes. La digestion enzymatique de l’ADN du plasma séminal a été examinée en vue d’augmenter la motilité des spermatozoïdes, ce qui les rendrait aptes à être utilisés en PMA. L’utilisation de la DNase I après la liquéfaction des spermatozoïdes a permis d’améliorer à la fois la motilité et la morphologie des spermatozoïdes. Plusieurs temps d’incubation ont été utilisés afin d’obtenir les meilleurs résultats, qui ont été obtenus après 15 minutes d’incubation. L’objectif de l’étude était d’améliorer le rendement de l’insémination intra-utérine, dans la cohorte des hommes souffrant de sous-fertilité dont les spermatozoïdes sont caractérisés par une viscosité élevée, très probablement due à l’entrave causée par l’ADN extrudé. En outre, l’utilisation de la DNase I a amélioré la morphologie anormale qui coexiste généralement avec une viscosité élevée. L’enrichissement des spermatozoïdes a également été évalué en fonction du nombre final de spermatozoïdes isolés, à la fois rapides et à progression lente.

L’amélioration statistiquement significative de la morphologie des spermatozoïdes après traitement par la DNase I peut suggérer que ces anomalies se matérialisent après l’éjaculation et sont maintenues en raison de la viscosité élevée. Étant donné que le sperme hyperviscueux a une capacité antioxydante totale réduite, la présence de spermatozoïdes dans cet environnement peut induire une peroxydation lipidique et des dommages à l’ADN et, finalement, une altération de la morphologie. Il a été prouvé qu’au moins certaines de ces anomalies morphologiques étaient réversibles par un traitement à la DNase I . Cette amélioration suggère une application optimale du traitement ci-dessus dans les cas où il n’y a pas une demande aussi élevée pour un grand nombre de spermatozoïdes directement mobiles, comme dans le cas de l’insémination intra-utérine, mais où il y a une demande pour la meilleure morphologie possible comme c’est le cas soit de la FIV ou de la procédure ICSI pour la fertilisation .

Nos résultats révèlent que l’application de la DNase I n’est efficace qu’en présence d’hyperviscosité. Comme le montre la figure 2(b), en l’absence d’hyperviscosité, l’utilisation de la DNase I n’est pas efficace. Plus précisément, sous une viscosité normale et indépendamment de la motilité des spermatozoïdes, la digestion enzymatique n’a entraîné aucune différence statistiquement significative dans aucun des paramètres examinés. Au contraire, dans la cohorte de sperme hyperviscueux, l’utilisation de l’enzyme a entraîné une amélioration de la motilité des PR de manière statistiquement significative, comme le montre la figure 2(a). En outre, il n’y avait pas de différences dans la motilité et la récupération de la morphologie des spermatozoïdes dans le groupe HV selon la viscosité sévère ou modérée, bien que le nombre d’échantillons de sperme avec une viscosité sévère soit faible. En outre, comme le montre la figure 5, la différence statistiquement significative après la préparation du DGC entre le groupe à haute viscosité (HV-d) et le groupe à viscosité normale (w/oV-d) est de 0,0179, ce qui suggère qu’une amélioration est possible. En outre, dans la même figure, le rendement du traitement combiné (HV-DNase-d) a permis de récupérer un pourcentage de spermatozoïdes PR, qui a atteint le niveau des spermatozoïdes correspondants chez les hommes à haute viscosité (HV) avant traitement, car le pourcentage final de PR (29,782%, HV-DNase-d) dans le premier cas n’a pas de différence statistique par rapport au PR initial (26,478%, HV avant traitement), p=0,4480. La signification de cette approche combinée, bien qu’elle diminue le rendement par rapport au traitement à la DNase seul (p<0001 entre HV-d et HV-DNase), a été corroborée par le fait que le traitement par gradient de densité a soustrait des homologues des spermatozoïdes récupérés, (c) et (d) de la classe, les purifiant ainsi. En revanche, la différence statistique correspondante entre le rendement de la préparation DGC (HV-d, 18,519%) et « HV avant traitement » (26,478%) était significative (c.-à-d., p=0,0322).

En outre, il pourrait remplacer le traitement mécanique du sperme hyperviscueux ; ainsi, il est couramment dilué ou aspiré dans une aiguille hypodermique et forcé à travers afin de surmonter la viscosité élevée. Bien que ces méthodes soient peu susceptibles d’être efficaces car ce type de traitement augmente la production de ROS . En outre, l’hyperviscosité est négativement corrélée à l’intégrité de la chromatine comme décondensation défectueuse, ce qui a déjà été noté .

En général, l’application de la DNase I dans les voies respiratoires a déjà été médicalement approuvée par la FDA dans le cas de la fibrose kystique . En outre, la DNase est un composant naturel du plasma séminal dont le rôle est probablement la dilution des NET formées dans l’appareil reproducteur féminin après le recrutement de neutrophiles en réponse à une inflammation, et la procédure proposée est potentiellement applicable médicalement dans l’ART. Son rôle est également renforcé par le fait que son absence a des effets négatifs sur l’insémination des primates.

L’hyperviscosité est probablement causée soit par une inflammation, soit par tout dysfonctionnement des glandes séminales, bien que le mécanisme exact ne soit pas clair. Elle pourrait être associée à des infections virales du tractus génital comme l’a montré précédemment notre laboratoire . Plusieurs protocoles thérapeutiques ont été appliqués en vue de réduire la viscosité du sperme, mais les résultats ont rarement été encourageants. Des méthodes telles que l’hydratation excessive et le massage de la prostate n’ont pas donné les résultats escomptés. L’utilisation d’enzymes protéolytiques comme l’alpha-chymotrypsine a donné des résultats encourageants, mais son utilisation n’a pas été adoptée.

Dans une autre étude , la DNase I a été utilisée pour diminuer la viscosité mais les résultats finaux n’ont pas été concluants à cet égard. Les auteurs n’ont pas étudié les paramètres qualitatifs du sperme, c’est-à-dire la motilité. En outre, le temps d’incubation était beaucoup plus élevé (une heure) que celui que nous avons proposé (quinze minutes), de sorte que l’impact neutre sur la viscosité pourrait éventuellement être attribué à l’incubation prolongée de l’enzyme avec le plasma du sperme.

Enfin, malgré les données selon lesquelles l’hyperviscosité du sperme a été corrélée à l’inflammation de l’appareil génital masculin, c’est-à-dire , vésicules séminales, ce qui a conduit à l’utilisation d’antibiotiques et d’antioxydants, ces formes de thérapie ne pouvaient traiter cette condition que dans les cas où le facteur principal était l’inflammation. En général, elle est causée par différents facteurs qui agissent en synergie et il n’existe donc pas de thérapie causale directe pour l’hyperviscosité.

Lorsqu’ils sont exposés à des stimuli inflammatoires, les neutrophiles, la principale population de leucocytes dans le sperme, exercent leur rôle protecteur via l’inactivation des bactéries par phagocytose et la destruction ultérieure par exposition à des enzymes protéolytiques et à des ROS. Un deuxième mode d’action par lequel les neutrophiles peuvent neutraliser les agents pathogènes est la production de pièges extracellulaires neutrophiles (NET). Les NET sont des réseaux fibreux tridimensionnels, principalement constitués de chromatine, qui peuvent piéger et immobiliser les micro-organismes. Il a été démontré que les TNE sont sensibles à la dégradation par la DNase mais pas par les protéases. Comme la formation des NET est basée sur l’ADN et qu’il a été démontré que la DNase séminale digère l’ADN extrudé et libère les spermatozoïdes enchevêtrés, nous avons émis l’hypothèse que l’utilisation de DNase exogène pourrait s’avérer un traitement précieux dans les cas d’hyperviscosité séminale principalement causée par la présence d’ADN neutrophile extracellulaire et exposé.

Du point de vue de la physiopathologie, le concept qui attribue l’hyperviscosité à l’inflammation est presque établi. Les réactions inflammatoires englobent la formation de NETs à partir des neutrophiles pour le piégeage des micro-organismes. Il est très probable que les spermatozoïdes consomment beaucoup d’énergie pour essayer de se libérer des NETs et par conséquent l’étude de leur statut d’oxydation et d’apoptose est d’une grande importance. En outre, l' »effet de piégeage » qui a déjà été décrit est une conséquence de la prévention du déplacement des spermatozoïdes en raison de leur enchevêtrement dans les NET.

Dans cette étude, nous avons tenté de lyser l’ADN extracellulaire du plasma séminal, qui est le principal composant des NET, avec la DNase I en vue de les libérer des NET et de récupérer les paramètres de qualité des spermatozoïdes, c’est-à-dire la motilité et la morphologie. En outre, comme le montre la figure 1, il existe une différence statistiquement significative entre la concentration de WBC et le degré de viscosité. Le traitement proposé est limité à la phase de post-jaculation et non à la clinique. En outre, l’hypothèse initiale selon laquelle l’augmentation de la viscosité des spermatozoïdes était le résultat de la présence d’ADN dans le sperme a été vérifiée, bien que d’autres études soient nécessaires pour confirmer cette hypothèse. En prenant en considération le fait que les neutrophiles recrutés forment des NETs vers les sites enflammés, nous avons émis l’hypothèse que l’ADN dans le sperme provient des neutrophiles. Bien que nous n’ayons pas présenté une preuve directe qui soutient cette hypothèse, nous considérons que, selon nos connaissances, la principale source possible d’ADN est la chromatine des neutrophiles qui est extrudée sous l’inflammation.

5. Conclusions

Les résultats de notre étude permettent de conclure que le traitement par la DNase I apporte une amélioration statistiquement significative de la motilité et de la morphologie des spermatozoïdes. Il améliore les paramètres de base des spermatozoïdes pour la PMA, c’est-à-dire la motilité et la morphologie, dans le cas du sperme hyperviscueux uniquement. En outre, nos résultats suggèrent qu’une cause principale de SHV est la formation de NETs et nous proposons ainsi le potentiel thérapeutique et l’utilité de cette approche.

Data Availability

Les données utilisées pour soutenir les résultats de cette étude sont disponibles sur demande auprès de l’auteur correspondant.

Approbation éthique

Toutes les procédures réalisées dans cette étude et impliquant des participants humains étaient conformes aux normes éthiques de la Commission de bioéthique et de déontologie, Université nationale Kapodistrienne d’Athènes, Faculté de médecine, approuvées en janvier 2014 (numéro de référence : 1130).

Consentement

Tous les patients ont donné leur consentement éclairé avant leur participation à l’étude.

Conflits d’intérêts

Tous les auteurs ne déclarent aucun intérêt financier concurrent.

Contributions des auteurs

Angelos D. Gritzapis et Vassilis Tsilivakos ont conçu l’étude. Effrosyni Nosi, Angelos D. Gritzapis et Vassilis Tsilivakos ont effectué l’acquisition des données, participé à sa conception et rédigé le manuscrit. Effrosyni Nosi a réalisé les essais immunologiques et Angelos D. Gritzapis a effectué l’analyse statistique. Effrosyni Nosi, Angelos D. Gritzapis, Konstantinos Makarounis, Georgios Georgoulias, Vasilios Kapetanios, Christodoulos Papanikopoulos, Anastasia Konstantinidou, Panagiotis Venieratos, Marighoula Varla-Leftherioti et Vassilis Tsilivakos ont participé à l’analyse et à l’interprétation des données. Tous les auteurs ont lu et approuvé la version finale du manuscrit.

Remerciements

Ce projet a été financé par le laboratoire de diagnostic clinique, Locus Medicus S.A.

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