L’Intervento di Varicocele riduce la Frammentazione del DNA e migliora lo Spermiogramma

Uno studio del 2020 dimostra che l’intervento di varicocele riduce la frammentazione del DNA e migliora lo spermiogramma. Questo interessante, approfondito e recentissimo lavoro, pubblicato su https://bacandrology.biomedcentral.com/, pone delle basi importanti su questo dibattuto concetto.

Il Varicocele

Il varicocele è una delle cause più comuni di infertilità maschile reversibile e il 15% dei pazienti con varicocele con analisi del liquido seminale normale viene diagnosticato sterile.

Secondo le attuali linee guida, la varicocelectomia è indicata sulla base di parametri spermatici anormali e non su valori anormali dell’indice di frammentazione del DNA (DFI). 

Pertanto, in questo studio, gli autori hanno eseguito una meta-analisi degli effetti della varicocelectomia sull’indice di frammentazione e altri parametri spermatici convenzionali e determinato se l’indice di frammentazione potrebbe essere utilizzato per indicare la varicocelectomia per i pazienti con varicocele.

Il varicocele è spesso associato a infertilità e riduzione della qualità dello sperma. È una delle cause più comuni di infertilità maschile reversibile. 

La prevalenza del varicocele clinicamente rilevante varia dal 5 al 20%. Ha colpito il 19-41% degli uomini con infertilità primaria e il 45-81% degli uomini con infertilità secondaria. La maggiore prevalenza di varicocele negli uomini con infertilità secondaria rispetto a quelli con infertilità primaria suggerisce che il varicocele è molto probabilmente una condizione progressiva, piuttosto che una condizione patologica statica, con conseguente potenziale danno funzionale e strutturale ai testicoli.

Infertilità causata da Varicocele

Diversi studi hanno spiegato la fisiopatologia della disfunzione testicolare nei pazienti con varicocele. Tuttavia, l’esatto meccanismo di infertilità causato dalla formazione di varicocele rimane poco chiaro.

Si pensa che sia principalmente correlato all’ostruzione dei piccoli vasi e alla stasi venosa nello scroto, causando un aumento della temperatura scrotale e ipossia tissutale. 

Questo, a sua volta, causa una disfunzione delle cellule germinali e riduce la spermatogenesi.

Altre spiegazioni per l’infertilità nei pazienti con varicocele includono cambiamenti endocrinologici e il flusso di ritorno di prodotti metabolici surrenali e renali attraverso la vena spermatica interna sinistra.

Un’altra teoria per la fisiopatologia dell’infertilità nei pazienti con varicocele è correlata all’aumento dello stress ossidativo.

Questo è stato collegato al danno del DNA spermatico, inclusa la frammentazione del DNA, e correlato alla ridotta capacità degli spermatozoi di fertilizzare gli ovociti durante la normale fecondazione e le tecniche di riproduzione assistita (ART, fecondazione in vitro e iniezione intracitoplasmatica di sperma [ICSI]).

Gli studi hanno anche riportato una maggiore prevalenza di frammentazione del DNA nei pazienti con varicocele e una correlazione tra la presenza di varicocele e una ridotta integrità del DNA spermatico.

Inoltre, Zavattaro ha riferito che circa il 15% dei pazienti con varicocele con analisi del liquido seminale normale viene diagnosticato come infertile.

Indice di frammentazione del DNA dello sperma: un potenziale parametro

L’indice di frammentazione del DNA dello sperma (DFI) è un potenziale parametro per l’indagine sulla fertilità.

DFI riflette l’integrità e il danno del DNA spermatico. Gli studi hanno suggerito che il grado di frammentazione del DNA può predire i risultati delle ART.

 La soglia clinica attualmente stabilita è del 25% DFI.

Un uomo con DFI> 25% rientra nella probabilità statistica di incontrare problemi riproduttivi.

Uno studio recente ha suggerito che la riparazione chirurgica del varicocele migliora significativamente la qualità del DNA dello sperma. 

Una precedente meta-analisi di Schauer ha mostrato un miglioramento significativo nei parametri dello sperma indipendentemente dalle tecniche chirurgiche utilizzate (alta legatura, tecniche inguinali o subinguinali).

Le attuali linee guida raccomandano che il varicocele sia trattato in caso di infertilità documentata, varicocele palpabile, fertilità femminile normale o potenzialmente corretta e almeno un parametro spermatico anormale. 

Un alto DFI, nonostante altri normali parametri seminali, non è stato considerato come una delle indicazioni per la varicocelectomia a causa del numero limitato di studi disponibili sugli effetti della varicocelectomia sul DFI. 

Pertanto, in questo studio, è stata eseguita una meta-analisi degli effetti della varicocelectomia sul DFI spermatico e su altri parametri generali.

L’outcome primario di questa meta-analisi era il confronto tra i valori di DFI spermatico pre- e post-operatorio (varicocelectomia), mentre l’outcome secondario era il confronto tra i parametri dello sperma pre- e post-operatorio tra cui concentrazione, motilità e morfologia.

Materiali e metodi dello studio svolto

Descrizione delle condizioni e dell’intervento.

Gli studi sono stati inclusi se:

1- la popolazione negli studi era costituita da maschi adulti con varicocele clinico di grado 1-3;
2- l’intervento negli studi era la varicocelectomia con tecniche chirurgiche retroperitoneali (con legatura alta), inguinali o subinguinali;
3- gli studi hanno mostrato un confronto tra DFI spermatico pre- e post-operatorio e analisi dello sperma;
4- gli studi hanno utilizzato i criteri dell’Organizzazione mondiale della sanità (OMS) per l’analisi dello sperma;
5- gli studi hanno fornito una media con valori di deviazione standard (SD) e intervallo di confidenza al 95% (CI) o informazioni sufficienti per calcolare questi valori;
6- gli studi erano studi randomizzati controllati (RCT) o studi prospettici di coorte;
7- gli studi sono stati pubblicati negli ultimi 10 anni;
8- gli studi hanno utilizzato il dosaggio della struttura della cromatina spermatica (SCSA), la dispersione della cromatina spermatica (SCD) o la deossinucleotidil transferasi terminale (TdT) -dUTP mediata dall’etichettatura del nick end (TUNEL) per misurare la frammentazione del DNA. 

Questi metodi di misurazione sono ampiamente utilizzati in ambito clinico. 

Inoltre, uno studio di Chohan ha riferito che SCSA, SCD e TUNEL hanno mostrato valori predittivi simili per la frammentazione del DNA. 

Uno studio completo di Ribas-Maynou ha riportato un’elevata correlazione tra TUNEL e SCSA ed entrambi i test hanno mostrato un’elevata correlazione con la SCD, a ulteriore dimostrazione che questi test hanno mostrato valori predittivi simili per la frammentazione del DNA dello sperma. 

Per ridurre al minimo i bias, in questa meta-analisi sono stati inclusi solo gli studi che soddisfano tutti questi criteri di ammissibilità.

Gli studi sono stati esclusi se:

1) la popolazione in studio era adolescente e/o presentava varicocele subclinico;
2) gli studi hanno utilizzato il metodo di colorazione con arancio di acridina (AOT) per valutare i livelli di DFI (poiché l’AOT ha prodotto valori variabili di frammentazione del DNA, rendendo discutibile il suo utilizzo nella pratica clinica);
3) gli studi non erano disponibili come testo completo gratuito o in lingua inglese;
4) gli studi erano su animali, articoli di revisione, studi retrospettivi o serie di casi.

L’outcome primario di questa meta-analisi era il confronto tra i valori di DFI spermatico pre- e post-operatorio (varicocelectomia), mentre l’outcome secondario era il confronto tra i parametri dello sperma pre- e post-operatorio tra cui concentrazione, motilità e morfologia.

Ricerca nel database e screening della letteratura

Una ricerca bibliografica computerizzata dei database PubMed, Scopus, EBSCO e Cochrane Library è stata eseguita il 23 aprile 2020 utilizzando i termini di ricerca “varicocelectomia”, “riparazione varicocele”, “parametro spermatozoo”, “analisi dello sperma”, “parametro seminale”, “analisi dello sperma” e “DFI” in varie combinazioni. 

Gli autori hanno limitato la ricerca agli articoli pubblicati tra gennaio 2010 e maggio 2020. 

Gli articoli identificati sono stati analizzati per i duplicati e sottoposti a screening per l’idoneità. Durante questo studio sono state seguite le linee guida Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyzes (PRISMA).

Selezione dello studio

Due revisori (PB e RW) hanno selezionato e valutato in modo indipendente gli articoli:

1. qualsiasi disaccordo è stato risolto attraverso la discussione fino a raggiungere un consenso;
2. gli articoli sono stati selezionati per rilevanza leggendo i loro titoli e abstract; 
3. gli articoli sono stati quindi valutati per l’eleggibilità in base ai criteri di inclusione ed esclusione precedentemente determinati per questa meta-analisi. 
4. la qualità di ogni articolo è stata valutata utilizzando la scala Newcastle-Ottawa (NOS).
5. Un punteggio totale di 6-9 al NOS è stato considerato di alta qualità metodologica, 4-5 è stato considerato di qualità media e <4 è stato considerato di bassa qualità.

Estrazione dei dati

I dati delle variabili, tra cui l’autore, l’anno di pubblicazione, il disegno dello studio, il numero di pazienti, la fascia di età, l’intervento, il tempo di follow-up del paziente, il metodo DFI e valori (%) di DFI pre e post-operatori e concentrazioni di sperma (106 / mL), la motilità progressiva (%) e morfologia (%), sono stati estratti dagli articoli inclusi.

Analisi statistica

I parametri DFI e spermatozoi pre e post-operatori sono stati confrontati e analizzati utilizzando il software Review Manager 5.3.5.

1. I risultati sono stati espressi come differenza media con IC al 95% perché i dati estratti erano di variabili continue. 
2. L’eterogeneità è stata analizzata utilizzando i test Chi quadrato e I2. L’eterogeneità è stata definita come p <0,10 o I2> 50%. Il modello a effetto fisso è stato utilizzato se p ≥ 0,10 o I2 ≤ 50%. 
3. Altrimenti è stato utilizzato il modello a effetti casuali 18. I valori di p <0,05 sono stati considerati statisticamente significativi.

Discussione

Le linee guida stabilivano che l’indicazione per la varicocelectomia era l’infertilità, come dimostrato da parametri spermatici anormali tra cui concentrazione, motilità e morfologia dello sperma.

Anche l’intervento radiologico, come la scleroterapia e l’embolizzazione, può essere utilizzato per la riparazione del varicocele.

Queste tecniche sono minimamente invasive; tuttavia, determinano tassi di recidiva più elevati rispetto alla varicocelectomia.

C’è anche una mancanza di letteratura sugli effetti della scleroterapia e dell’embolizzazione sulla frammentazione del DNA dello sperma.

La varicocelectomia non è stata raccomandata per i pazienti infertili con parametri seminali normali e per i pazienti con varicocele subclinico. 

Secondo una meta-analisi di Kroese, il valore del trattamento chirurgico negli uomini subfertili con varicocele subclinico e analisi dello sperma normale è discutibile.

In un’altra meta-analisi, Kim e altre equipe di studio non hanno mostrato differenze significative nei tassi di gravidanza. Anche la riparazione del varicocele non ha mostrato alcun beneficio in altri casi. 

Ad esempio, resta controverso se agli uomini con azoospermia non ostruttiva debba essere offerto un trattamento clinico contro il varicocele. 

Tuttavia, un altro studio ha riportato che il tasso di recupero dello spermatozoo era significativamente più alto negli uomini che erano stati precedentemente sottoposti a riparazione del varicocele.

La DFI anormale dello spermatozoo non è stata inclusa come una delle indicazioni per la varicocelectomia. Inoltre, una meta-analisi di Wang ha concluso che c’era un aumento del danno al DNA dello spermatozoo nei pazienti con varicocele.

Pertanto, la meta-analisi eseguita nel presente studio mirava a valutare gli effetti della varicocelectomia sul DFI spermatico e altri parametri, tra cui concentrazione, motilità e morfologia dello sperma, e determinare se livelli anormali di DFI potessero essere considerati uno degli indicatori per varicocelectomia.

In questo studio sono stati analizzati un totale di 7 studi (289 pazienti). 

I risultati hanno mostrato che la varicocelectomia ha ridotto significativamente la frammentazione del DNA del 6,86% (differenza media – 6,86; IC 95%: – 10,04, – 3,69; p <0,00001). 

Gli studi in questa analisi hanno utilizzato SCSA e TUNEL per valutare la frammentazione del DNA. 

Utilizzando SCSA, la doppia elica del DNA deve essere aperta mediante processo di denaturazione utilizzando calore o pH basso per esporre frammenti di DNA o potenziali rotture del DNA.

I filamenti esposti sono stati quindi colorati utilizzando acridina arancione che diventa verde quando si lega al DNA nativo e rosso quando si lega al DNA rotto. 

A differenza di SCSA, il test TUNEL non richiede una fase di denaturazione iniziale per rilevare la frammentazione del DNA. 

In TUNEL, l’aggiunta della DNA polimerasi indipendente dallo stampo chiamata deossinucleotidil transferasi terminale (TdT) sulle estremità di rottura libere 3′-idrossile (OH) del DNA a filamento singolo (ss) e del DNA a doppio filamento (ds) consente la misurazione di Frammentazione del DNA.

Ogni metodo ha i suoi vantaggi e svantaggi. 

Ad esempio, dsDNA può avere interruzioni senza estremità 3′-OH libere. 

Inoltre, il valore di riferimento della frammentazione del DNA per differenziare uomini fertili e infertili utilizzando sia SCSA che TUNEL mostra un’elevata variabilità.

Tuttavia, diversi studi hanno mostrato un’elevata correlazione tra SCSA e TUNEL, indicando che entrambi i saggi esprimevano valori simili di frammentazione del DNA.

Diversi studi non inclusi in questa analisi hanno anche mostrato risultati simili al presente studio. 

Questi studi non inclusi non erano simili a quelli inclusi, perché non soddisfacevano i criteri di inclusione.

Uno studio di Kadioglu, che ha mostrato una diminuzione significativa (22,1%) di DFI dopo varicocelectomia, non è stato incluso in questa analisi perché non ha fornito dati sufficienti per calcolare la media e la DS. 

Questo studio ha anche mostrato che maggiore è il DFI preoperatorio, maggiore è la diminuzione del DFI post-operatorio. 

Un altro studio di Telli ha anche rivelato la diminuzione del DFI dopo varicocelectomia. Tuttavia, il DFI è stato valutato utilizzando il metodo AOT. 

È stato riportato che AOT mostra livelli di DFI più elevati e variabilità in modo coerente rispetto ad altri metodi, inclusi SCSA e TUNEL. 

Questi studi e la nostra analisi hanno dimostrato che la varicocelectomia riduce la frammentazione del DNA dello sperma. 

Una meta-analisi di Wang ha anche proposto la varicocelectomia come potenziale trattamento per l’aumento del danno al DNA nei pazienti con varicocele.

In questa meta-analisi sono stati studiati gli effetti del varicocele sull’alterazione della quantità di danno al DNA spermatico.

Inoltre, questo studio mirava a determinare gli effetti efficaci della riparazione del varicocele sul danno al DNA dello sperma. 

Tuttavia, alcuni degli studi analizzati nella meta-analisi di Wang et al. erano studi retrospettivi o di disegno di studio non specificato. 

Ciò potrebbe aver portato a errori nei risultati dello studio, come già menzionato nei limiti della meta-analisi. 

Una spiegazione per la riduzione della frammentazione del DNA dopo varicocelectomia risiede nella proposta fisiopatologia del danno al DNA nei pazienti con varicocele. 

La frammentazione del DNA dello spermatozoo si verifica durante la spermatogenesi e la sua maturazione. 

L’ipossia causata dalla stasi venosa e dal reflusso provoca un aumento delle specie reattive dell’ossigeno (ROS). Il ROS attacca direttamente il DNA degli spermatozoi, provocando danni al DNA e una maggiore frammentazione del DNA. La varicocelectomia elimina la stasi venosa e il reflusso, riducendo così la produzione di ROS e quindi il danno al DNA.

Questa analisi ha anche rivelato una migliore concentrazione di spermatozoi (differenza media: 9,59; 95% CI: 7,80, 11,38; p <0,00001), motilità progressiva (differenza media: 8,66; 95% CI: 6,96, 10,36; p <0,00001) e morfologia ( differenza media: 2,73; IC 95%: 0,65, 4,80; p = 0,01) dopo varicocelectomia. 

Gli autori hanno  anche valutato gli effetti della varicocelectomia su questi parametri spermatici, oltre al DFI spermatico, per rafforzare l’evidenza della correlazione tra varicocelectomia e parametri spermatici.

Una precedente meta-analisi ha riportato gli effetti positivi di tre diverse tecniche chirurgiche di varicocelectomia sui parametri dello sperma. 

Alcune analisi hanno dimostrato una potenziale correlazione negativa tra DFI e gli altri parametri dello sperma prima e dopo la varicocelectomia. Diversi studi hanno riportato la correlazione tra DFI e altri parametri dello sperma.

Kadioglu e altre equipe di studio hanno riferito che un DFI pre-operatorio più elevato era associato a una correlazione negativa significativa tra DFI e motilità degli spermatozoi (r = – 0,42, p <0,01). 

Telli ha anche riportato una correlazione negativa tra DFI e motilità degli spermatozoi (r = – 0,267, p = 0,043).

Yang e altre equipe hanno riportato una correlazione negativa tra DFI e motilità, concentrazione e morfologia degli spermatozoi (r = – 0,307, – 0,552 e – 0,620, rispettivamente; tutti p <0,01).

Questo studio ha anche rivelato una correlazione positiva tra DFI ed età, suggerendo che DFI aumentava con l’invecchiamento del paziente.

Inoltre, uno studio di Smit ha riferito che bassi valori di DFI erano associati a tassi più elevati di gravidanza, sia spontanea che tramite ART. 

Tutte queste prove hanno suggerito che DFI potrebbe essere importante quanto altri parametri dello sperma per valutare la fertilità e la fertilità maschile dopo la varicocelectomia per una gravidanza di successo.

Conclusioni

La varicocelectomia riduce la frammentazione del DNA e migliora la concentrazione degli spermatozoi, la motilità progressiva e la morfologia. Nelle attuali linee guida, le alterazioni dei soli parametri spermatici, inclusa la motilità e la morfologia degli spermatozoi, sono considerate indicazioni per la varicocelectomia. Pertanto, anche la misurazione anormale del DFI dovrebbe essere considerata come un’indicazione per la varicocelectomia.