Cuando una pareja tiene problemas para concebir, habitualmente se solicitan varias pruebas para determinar la causa. Al varón se le pide un seminograma para empezar. Sin embargo, cuando se desea profundizar más en el estudio del factor masculino, otras pruebas pueden proporcionar más información para tomar decisiones. La fragmentación del ADN espermático es una de estas causas de infertilidad masculina y uno de los parámetros que se analizan en los principales centros de reproducción asistida.
La Importancia del ADN Espermático en la Reproducción
El ADN del espermatozoide se encuentra situado en el núcleo de esta célula y es donde están los cromosomas y toda la información genética que transmite el varón a su descendencia. La fragmentación del ADN espermático hace referencia a roturas en el material genético que contiene el espermatozoide. Si esta cadena presenta algún daño, aumentan los problemas de infertilidad masculina.
La infertilidad afecta a millones de parejas en todo el mundo, y en aproximadamente la mitad de las parejas que enfrentan dificultades para concebir, la infertilidad masculina desempeña un papel significativo. Esta condición se atribuye comúnmente a una producción reducida de espermatozoides, anomalías en la función del gameto masculino o a bloqueos que obstaculizan su liberación. La calidad de ovocitos y espermatozoides es crucial para lograr el éxito en un tratamiento de reproducción asistida.
Diagnóstico de la Fragmentación del ADN Espermático
Limitaciones del Seminograma Tradicional
La fertilidad del varón y su calidad seminal se valoran a través de la prueba del seminograma, también conocido como espermiograma. Este análisis del semen evalúa parámetros macroscópicos (como el volumen o la viscosidad seminal) y microscópicos (como la concentración, movilidad y morfología de los espermatozoides). No obstante, el estudio externo de los espermatozoides no proporciona toda la información; es necesario examinar el "material transportado", es decir, la integridad de su material genético (ADN).
El Seminograma desempeña un papel fundamental en la evaluación de la fertilidad masculina. Sin embargo, este método presenta limitaciones en la predicción precisa del potencial de fertilidad del varón y el éxito de las Tecnologías de Reproducción Asistida (TRA). Existen otros parámetros espermáticos que no se valoran en este examen y que pueden influir en el potencial fértil del varón, como la fragmentación del ADN. De hecho, cerca de un 15% de los pacientes con seminograma normal presentan valores alterados de fragmentación del ADN, una condición asociada con la infertilidad masculina y con ciertas implicaciones en los resultados de las técnicas de reproducción asistida.
¿Qué es el Test de Fragmentación Espermática?
Para evaluar la integridad del ADN espermático, es necesario hacer pruebas complementarias conocidas como test de fragmentación del ADN espermático. Este test analiza el estado en el que se encuentra el ADN de los espermatozoides, localizado en la cabeza de los mismos, y que constituye su carga genética o integridad genética. A mayor número de roturas o lesiones de este material genético, más difícil será conseguir el embarazo.
Se trata de una prueba diagnóstica avanzada en el estudio de la infertilidad masculina, que se realiza en determinados casos para completar la información obtenida tras un seminograma. El test de fragmentación proporciona un índice de fragmentación de ADN (DFI), un valor que permite a los especialistas conocer el grado de patología y estimar el mejor tratamiento en cada caso.
Métodos de Cuantificación de la Fragmentación del ADN Espermático
Existen varios métodos para medir el grado de fragmentación del ADN espermático en el laboratorio. Actualmente, se han desarrollado ocho métodos para evaluar la Fragmentación del ADN Espermático (SDF, por sus siglas en inglés). Es fundamental entender cómo cada prueba proporciona los resultados, ya que cada análisis mide un aspecto ligeramente diferente del daño del ADN y, por lo tanto, no son equivalentes.
Test de Dispersión de la Cromatina Espermática (SCD)
El test SCD (Sperm Chromatin Dispersion) consiste en hacer una descondensación del ADN espermático. Como consecuencia, los espermatozoides que tienen su ADN íntegro presentarán grandes halos de dispersión, mientras que aquellos con el ADN fragmentado tendrán halos de dispersión pequeños o ausentes alrededor de la cabeza.
Ensayo TUNEL
El TUNEL (Terminal Deoxynucleotidyl Transferase-Mediated dUTP Nick-End Labeling) es una técnica que suele utilizar la citometría de flujo para evaluar la integridad del ADN. Se trata de hacer una tinción con marcadores fluorescentes que solamente se unirán a las cadenas de ADN rotas. A continuación, al pasar la muestra por el citómetro de flujo, la señal de fluorescencia indicará cuándo el ADN está fragmentado. Además, el test TUNEL permite detectar simultáneamente ambos tipos de rotura del ADN de los espermatozoides (de cadena simple y doble), por lo que esta prueba es ampliamente utilizada.
Ensayo Comet (Electroforesis de Célula Única en Gel)
En la prueba de Comet, la muestra de semen se somete a un proceso de preparación que fija los espermatozoides a un portaobjeto y extrae su ADN, que luego es sometido a electroforesis en gel bajo dos condiciones distintas de pH (neutro y alcalino). En estas condiciones, las hebras de ADN dañadas (fragmentadas) migran más rápidamente hacia el ánodo, que al ser visualizadas mediante la aplicación de una tinción fluorescente, crean una forma similar a un cometa, donde la extensión de la cola indica el nivel de daño en el ADN.
La importancia de este ensayo radica en la posibilidad de poder detectar fragmentación de simple o doble cadena, ya que cada una de ellas tiene diferente impacto luego de la fecundación. La diferencia entre el test Comet y el test SCD es que el sistema Comet sí diferencia las roturas de ADN de cadena sencilla y de doble cadena, pudiendo darse un mejor diagnóstico con un estudio más preciso del tipo de fragmentación del ADN.
Interpretación de los Resultados y Rangos de Referencia
Para determinar si la calidad seminal está comprometida, es fundamental comparar el porcentaje de fragmentación del ADN espermático obtenido con unos valores de referencia. Los rangos más habituales para la interpretación son:
- Fragmentación baja o normal (< 15-20%): Se considera que la muestra seminal es de buena calidad. Con estos niveles, el ovocito suele ser capaz de reparar el daño genético del espermatozoide tras la fecundación, permitiendo el desarrollo de un embrión sano.
- Fragmentación intermedia (20% - 30%): Existe un daño moderado. En estos casos, la probabilidad de embarazo natural o mediante inseminación artificial puede verse reducida, siendo recomendable evaluar otras técnicas o tratamientos antioxidantes.
- Fragmentación alta o patológica (> 30%): Indica un daño severo en el material genético. Estos valores se asocian frecuentemente con tasas de fecundación bajas, mala calidad embrionaria y un mayor riesgo de aborto espontáneo. En este escenario, suelen recomendarse técnicas de selección espermática avanzada o el uso de espermatozoides testiculares.
Es importante destacar que la interpretación de los resultados del análisis de la fragmentación espermática siempre debe realizarla un especialista, ya que un índice de fragmentación elevado no imposibilita necesariamente el embarazo. Sin embargo, será necesario proponer las opciones de tratamiento más adecuadas. Se consideran valores normales aquellas tasas de fragmentación que sean inferiores al 20% en semen en fresco e inferiores al 15% en semen capacitado.
¿Cuándo está Indicado Realizar el Test de Fragmentación Espermática?
Normalmente, estas pruebas para valorar la fragmentación del ADN del espermatozoide se hacen cuando la pareja no logra concebir después de haberse hecho varios tratamientos de fertilidad. El Dr. Sergio Rogel comenta: "El test de fragmentación espermática se utiliza para personas que tienen un factor masculino importante, dado que las alteraciones del ADN espermático se suelen asociar a muestras de esperma no muy buenas. Además, también se puede utilizar en personas que han tenido un ciclo de fecundación in vitro y donde no se ha llegado a obtener suficiente calidad embrionaria y se sospecha que esto puede ser por el factor masculino."
Otras indicaciones incluyen:
- Esterilidad de causa desconocida.
- Fallos de implantación repetidos.
- Embriones de mala calidad.
- Abortos de repetición.
- Varicocele.
- Varón mayor de 45 años.
- Enfermedades crónicas como la diabetes.
- Hombres fumadores.
- Resultados del seminograma alterados.
- Infecciones genitourinarias.
- Exposición a altas temperaturas (fiebre).
- Personas expuestas a tóxicos ambientales.
- Fallo en FIV y/o ICSI.
- Infertilidad inexplicada/pérdida de gestación recurrente/fallo de inseminación intrauterina (IUI).
Causas de la Fragmentación del ADN Espermático
La fragmentación espermática ocurre cuando la molécula de ADN sufre alguna rotura en la cadena. Existen diversos factores que pueden provocar el aumento de roturas en el ADN de los espermatozoides, tanto intrínsecos como extrínsecos.
- Elevada temperatura testicular: Debido a episodios de fiebre alta, presencia de varicocele o, incluso, por llevar ropa ajustada, que producen un aumento de temperatura en la zona genital.
- Tratamientos farmacológicos: Ciertos medicamentos pueden dar lugar a la fragmentación del ADN espermático.
- Exposición a contaminantes: Los pesticidas y ciertos compuestos químicos, así como radiaciones, quimioterapia o drogas, pueden causar el daño del ADN del espermatozoide.
- Tabaquismo: Los varones fumadores tienen una peor calidad seminal y, además, fumar puede aumentar la cantidad de espermatozoides con su ADN fragmentado.
- Edad avanzada: La fragmentación del ADN espermático aumenta con la edad, sobre todo, a partir de los 45 años.
- Estrés oxidativo: Un desequilibrio entre la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y la capacidad del sistema biológico para neutralizar o reparar sus efectos perjudiciales. El estrés oxidativo puede causar daño a las proteínas, lípidos y, especialmente, al ADN.
- Apoptosis: Un proceso biológico regulado y programado que conduce a la muerte celular controlada, que puede generar espermatozoides con alta fragmentación de ADN.
- Causas intrínsecas durante la espermatogénesis: Alteraciones que ocurren durante la producción de espermatozoides (a nivel testicular y postesticular) que dejan vulnerable al ADN espermático de ser dañado.
Implicaciones de la Fragmentación del ADN en la Fertilidad y Reproducción Asistida
Impacto General en la Fertilidad
Unos niveles elevados de fragmentación del ADN espermático se han asociado con la infertilidad masculina. La fragmentación del ADN espermático se refiere a la ruptura de las cadenas de ADN que contienen la información genética de los espermatozoides. El ADN está formado por dos cadenas que forman una doble hélice. Si el daño se produce en una de las cadenas de dicha hélice, nos enfrentamos a una fragmentación de cadena simple y si está presente en las dos, a una fragmentación de cadena doble.
La fragmentación del ADN puede manifestarse en roturas de cadena simple o doble, ambas con implicaciones cruciales en la fertilidad natural y en el éxito de los tratamientos de reproducción asistida. La embrióloga Beatriz Rojas explica que "la fragmentación de cadena sencilla está más asociada a las pérdidas en el embarazo, a las pérdidas gestacionales, los abortos... La fragmentación de cadena doble afecta un poco, en general, a la pérdida gestacional, el fracaso directamente en los tratamientos de reproducción o de conseguir el embarazo, esas pruebas de embarazo negativas e incluso en el desarrollo de esos embriones cuando hacemos un cultivo." Las roturas de cadena sencilla suelen estar más relacionadas con bajas tasas de fecundación y las de cadena doble con una lenta evolución en el desarrollo embrionario y también con un mayor riesgo de aborto. La alta fragmentación del ADN espermático puede comprometer la calidad del embrión, ocasionar una menor tasa de implantación y dar lugar a una alta tasa de abortos.
¿Cómo tratar la fragmentación espermática elevada?
Se sospecha que las alteraciones cromosómicas de los embriones podrían tener en algunas ocasiones un origen paterno, que va a depender de la integridad del ADN espermático. En las parejas con abortos de repetición o fallos de implantación, la rotura de cadena doble del ADN espermático podría constituir un factor de riesgo responsable de los fracasos repetidos. No obstante, todos estos datos están basados en trabajos con escasos pacientes, por lo que habrá que esperar estudios más amplios.
Fragmentación del ADN y Tratamientos de Reproducción Asistida (TRA)
El hecho de que un hombre tenga una tasa de fragmentación del ADN espermático elevada no significa que no pueda conseguir un embarazo natural con su pareja, pero la probabilidad de lograrlo puede verse reducida. Una elevada fragmentación del ADN no suele impedir la fecundación del ovocito. Si el índice de fragmentación es bajo, es posible que el óvulo sea capaz de reparar este daño por sí solo después de la fecundación, aunque no se conoce muy bien cómo es este mecanismo y su éxito puede depender del tipo y extensión de las lesiones del ADN espermático y de la calidad del ovocito.
En cuanto a los tratamientos de reproducción asistida, la fragmentación del ADN de los espermatozoides también puede afectar a los resultados. Cada vez más datos clínicos destacan una correlación negativa entre la elevada fragmentación del ADN espermático y el éxito en las técnicas de reproducción asistida. Algunas investigaciones han demostrado consistentemente que una fragmentación elevada del ADN espermático está asociada con tasas reducidas de implantación embrionaria, tasas de embarazo más bajas y un aumento en la probabilidad de aborto. En 2021, se realizaron 165.453 ciclos de tratamientos de fecundación in vitro en España, que resultaron en 35.969 recién nacidos.
Los hallazgos de investigaciones recientes sugieren que hay un claro efecto cuando el ADN del semen está roto, confirmando estudios previos que muestran que los resultados de un tratamiento de reproducción asistida se ven afectados si hay daño del ADN espermático. Esta información es muy valiosa puesto que ayuda a afinar el tratamiento.
Soluciones y Estrategias Terapéuticas
Modificaciones del Estilo de Vida y Antioxidantes
Algunas de las causas que provocan fragmentación del ADN espermático no siempre se pueden tratar. Sin embargo, en otros casos, puede ser útil un cambio en el estilo de vida o un tratamiento con antioxidantes para mejorar la calidad seminal. El estrés oxidativo causado por el aumento de radicales libres en el organismo del varón provoca daños en el ADN de los espermatozoides. Por tanto, será necesario llevar un estilo de vida saludable y una dieta variada y equilibrada para poder disminuir estos niveles de fragmentación en el ADN espermático. Los tratamientos con antioxidantes durante, aproximadamente, 3 meses pueden reducir la fragmentación del ADN espermático, aunque esto no es siempre posible. Algunos pacientes pueden no responder bien a este tratamiento, sobre todo cuando el daño de ADN tiene su origen en factores tóxicos o altas temperaturas.
Tratamiento de Causas Específicas
Por otra parte, la operación del varicocele, si es el caso, también puede ayudar a mejorar la integridad del ADN y el potencial fértil del varón.
Técnicas Avanzadas de Selección Espermática
Para varones con niveles elevados de fragmentación del ADN, existen técnicas de selección espermática para mejorar la calidad seminal, especialmente cuando la fragmentación es de cadena doble. Diversas técnicas de selección espermática han demostrado ser eficaces en la selección de los espermatozoides de mejor calidad para ser utilizados en las técnicas de reproducción asistida.
Separación Magnética (MACS)
La Separación Magnética (MACS) utiliza partículas magnéticas biodegradables recubiertas con anticuerpos que se unen selectivamente a los espermatozoides destinados a experimentar apoptosis (y que presentan fragmentación alta de ADN) mediante la aplicación de un campo magnético. Al hacer pasar esta mezcla de espermatozoides y partículas magnéticas por columnas que tienen un pequeño campo magnético, los espermatozoides apoptóticos se adhieren a las paredes de la columna debido a la interacción y quedan retenidos. Así se consigue una muestra en la que se ha eliminado un número muy alto de espermatozoides con el ADN fragmentado. Esta técnica está indicada para pacientes con alto porcentaje de espermatozoides con ADN fragmentado, con abortos de repetición, mala calidad embrionaria y bajas tasas de fecundación.
Chips de Microfluidos (Fertile Chip)
Los chips de microfluidos, como el Chip Fertile, son un método novedoso para eliminar selectivamente del eyaculado aquellos espermatozoides con fragmentación en la doble cadena de ADN, mejorando significativamente las tasas de éxito en diversas técnicas de reproducción asistida. Esta técnica consiste en separar los espermatozoides libres de fragmentación de aquellos que tienen fragmentación en la doble cadena de ADN. Se basa en la motilidad de los espermatozoides, pues se ha descubierto que los espermatozoides con una mayor integridad del ADN poseen unos micromovimientos específicos. En un estudio retrospectivo, al comparar MACS o microfluidos frente a la técnica de gradientes, se observó 1,5 veces más probabilidad de tener un blastocisto euploide cuando se seleccionaban los espermatozoides por MACS o microfluidos.
Biopsia Testicular (TESE)
Los espermatozoides obtenidos directamente del testículo mediante biopsia testicular (TESE) pueden tener una mejor calidad en cuanto a su ADN que los espermatozoides eyaculados. Esto se debe a que al extraer los gametos directamente del testículo, se evita el paso por el epidídimo, que es donde suele producirse la fragmentación del ADN post-testicular. Por lo tanto, este manejo podría ser una solución posible en ciertos casos de varones con elevada fragmentación del ADN espermático y fallos previos de ICSI, aumentando las tasas de éxito de la fecundación in vitro.
Consideraciones Adicionales
Costo del Test de Fragmentación Espermática
La prueba de fragmentación espermática no está incluida en el precio del seminograma, sino que se trata de una prueba complementaria. El precio del estudio de la fragmentación espermática ronda los 80-120 euros aproximadamente, aunque puede haber variaciones en función de la clínica o el laboratorio donde se realice la prueba. Puesto que el precio del seminograma es de unos 70-130€ también, si se realiza un estudio completo del semen con ambas pruebas, el coste puede subir hasta los 150-250€.
Preparación para la Muestra de Semen
Para garantizar la máxima fiabilidad del diagnóstico de la prueba, la muestra de semen debe ser obtenida siguiendo estas indicaciones:
- Guardar entre 2 y 3 días de abstinencia sexual (salvo indicación contraria en muestras de baja calidad).
- Recoger la muestra en un vaso estéril.
- La forma de obtener la muestra es mediante masturbación, no siendo válido ni el coitus interruptus ni el uso de preservativos comerciales.
- Guardar las máximas condiciones higiénicas en la recogida de la muestra (lavado previo de manos).
- Procurar que la muestra sea completa, es decir, que todo el eyaculado entre dentro del bote.
Este tipo de análisis requiere, siempre que sea posible, que la recogida de la muestra se realice en el centro de reproducción. El objetivo es minimizar el paso del tiempo desde el eyaculado y posibles alteraciones por variaciones en la temperatura. Si el paciente ha tenido fiebre en el último mes o está tomando cualquier medicación, debe contactar con el laboratorio para posponer la cita.
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