Seminal parameters of chronic male genital

Seminal parameters of chronic male genital inflammation are associated with
disturbed sperm DNA integrity
Andrologia 2015;47:464-469; DOI: 10.1111/and.12408
F. HAIDL (1), G. HAIDL (2), I. OLTERMANN (2) & J.P. ALLAM (2)
(1) Department of Urology, University Hospital Cologne, Cologne, Germany; (2) Department of Dermatology
and Allergy, Andrology Unit, University Hospital Bonn, Bonn, Germany
Correspondence to: Dr Jean-Pierre Allam, Department of Derma- tology and Allergy/Andrology Unit,
University Hospital Bonn, Sigmund-Freud-Str. 25, 53102 Bonn, Germany. Tel.: +4922828715822; Fax:
+4922828714656; E-mail: [email protected]
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Definition of chronic male genital tract inflammation and its impact on male infertility is still a matter of
debate. In particular, DNA integrity has been reported to be disturbed in subfertile men. Thus, the aim of
this study was to investigate an association of DNA integrity to altered standard semen parameters as well
as inflammatory parameters such as peroxidase-positive cells, macrophages and seminal interleukin-6
concentration. Macrophages were detected by CD18/HLA-Dr staining, and DNA integrity was analysed by
acridine orange staining using flow cytometry. Interleukin-6 was detected by ELISA. Normal DNA integrity
showed a significant correlation to sperm number and progressive motility. Moreover, a significant inverse
correlation of DNA integrity to Interleukin-6 and macrophages could be demonstrated. Further on, seminal
interleukin-6 also significantly correlated to macrophages. No association has been observed between the
number of peroxidase-positive cells and normal DNA integrity. As disturbed DNA integrity has been reported
to negatively influence spermatozoon–egg interaction and even fertilisation rates following ICSI, and as early
miscarriages have been associated with sperm DNA damage, it should be screened very carefully for male
genital tract inflammations in couples undergoing infertility treatment. Measuring Interleukin-6 seems
superior to assessment of the number of leucocytes alone and additional assessment of DNA integrity into
the diagnostic work-up should be considered.
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I parametri seminali nell’infiammazione genitale cronica maschile sono associati con l’alterata
integrità del DNA spermatico
La definizione dell’infiammazione cronica del tratto genitale maschile e il suo impatto sulla fertilità maschile è
ancora oggetto di dibattito. In particolare, è stato riportato che l’integrità del DNA è alteratanegli uomini
subfertili. Pertanto lo scopo di questo studio fu di investigare una associazione dell’integrità del DNA con i
fondamentali parametri alterati del seme nonché con i parametri dell’infiammazione quali le cellule
perossidasi positive, i macrofagi e la concentrazione della interleuchina 6 seminale. I macrofagi furono
determinati con la colorazione CD18/HLA-Dr, l’integrità del DNA con l’analisi della colorazione con arancio di
acridina tramite citometria a flusso. L’interleuchina 6 fu rilevata con l’analisi ELISA. La normale integrità del
DNA mostrò una significativa correlazione con il numero di spermatozoi e la motilità progressiva. Inoltre si
potè dimostrare una correlazione inversa significativa tra l’integrità del DNA e l’interleuchina 6 e i macrofagi.
Peraltro l’interleuchina 6 nel seme fu significativamente correlata con i macrofagi. Non fu osservata alcuna
associazione tra il numero delle cellule perossidasi positive e la normale integrità del DNA. Poiché è stato
riportato che l’alterata integrità del DNA influenza negativamente l’interazione spermatozoo-uovo e quindi la
probabilità di fertilizzazione conseguente a ICSI, che l’aborto precoce è associato al danno del DNA
spermatico, dovrebbe essere analizzata con elevata attenzione l’infiammazione del tratto genitale maschile
nelle coppie da sottoporre ai trattamenti per lpinfertilità. La misurazione dell’interleuchina 6 sembra superiore
alla determinazione del solo numero di leucociti e deve essere considerata nella procedura diagnostica la
addizionale determinazione dell’integrità del DNA.
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Il commento - Lo stato infiammatorio della via genitale maschile rappresenta un importante problema sia
sul fronte della procedura diagnostica che sul fronte della terapia. Troppo spesso ci si limita a definirlo in
base alla elevata presenza di leucociti (almeno 1 milione/ml), meglio di leucociti neutrofili o perossidasi
positivi, nello sperma e/o nel secreto prostatico estratto e alla presenza di microrganismi in quantità
significativa nelle colture dello sperma e/o del secreto prostatico estratto. Ne deriva che la bassa
concentrazione dei neutrofili, anche se alcuni Autori hanno già proposto di abbassare notevolmente il limite a
0.2 milioni/ml (Andrologia 2008;40:161–172, articolo qui commentato), nonché l’assenza o la bassa quantità
di microrganismi nelle colture portano a trascurare la condizione infiammatoria quale fattore di alterazione
della qualità dello sperma e della sua capacità fecondativa. Dobbiamo ricordare che le condizioni
infiammatorie anche di basso livello, spesso associate a condizioni congestizie altrettanto moderate, della via
genitale (prostata e epididimi) maschile danno luogo a condizioni iperossidative non compensate e continue
(diversi studi qui da noi commentati riportano e analizzano queste condizioni) che producono alterazioni del
DNA degli spermatozoi con riduzione o annullamento della capacità fertilizzante e/o della probabilità della
costituzione della gravidanza e/o con aumento della probabilità di difetti genetici nel nuovo individuo. Gli
Autori del presente studio sottolineano questo aspetto e l’importanza di esso nel quadro diagnostico delle
disfertilità, soprattutto nelle procedure per la preparazione delle tecniche di fecondazione assistita, in
particolare della ICSI che serve a superare la normale selezione degli spermatozoi. Proprio per avere migliori
elementi decisionali hanno analizzato i livelli di interleuchina 6 (IL-6), una delle principali citochine che
inducono e sostengono l’infiammazione, dimostrando che questi sono tanto maggiori quanto maggiore è il
danno al DNA spermatico (o se si preferisce quanto minore è l’integrità del DNA spermatico) e che tale livello
non è legato alla quantità di leucociti neutrofili presenti per quanto sia legato alla quantità di macrofagi
(cellule immunitarie spesso trascurate e gradi produttrici di citochine tra cui l’IL-6): ne deriva che è un fattore
molto più sensibile della determinazione della concentrazione dei leucociti ancorché si consideri il minore
livello soglia sopra citato. La rilevazione da parte degli Autori che l’aumento dei livelli di IL-6 sono correlati
con la riduzione della motilità spermatica e con l’aumento del danno al DNA marca ulteriormente il fatto che
la condizione infiammatoria si realizza principalmente negli epididimi (sede di maturazione degli spermatozoi)
rendendoli disfunzionanti. Noi, come diversi lavori qui commentati, sottolineiamo poi la relazione tra stato
congestizio-infiammatorio epididimale e stato congestizio-infiammatorio prostatico, cosicché il dosaggio
dell’IL-6 e dell’integrità del DNA nel medesimo campione di sperma diventano un buon metodo per
diagnosticare tali stati e monitorarne l’evoluzione. L’IL-6 è oggi facilmente determinabile con costi contenuti
con le tecniche ELISA, anche se purtroppo chiedere la sua determinazione dello sperma spesso lascia
perplessi i laboratori che normalmente la determinano nel sangue. Altrettanto semplice è diventata la
determinazione dell’integrità del DNA spermatico con il cosiddetto Halo-test (Andrology 2014;2:678-686,
articolo qui commentato). Trovare l’aumento della concentrazione spermatica della IL-6 (valori >25 pg/ml) e
del danno del DNA (valori maggiori del 30% di spermatozoi alterati) consente di porre la dovuta attenzione
sulle ragioni infiammatorie prostato-epididimali della disfertilità. Sarà ovviamente compito dell’andrologo
organizzarsi con i laboratori per avere queste determinazioni nello sperma, nel contesto delle più frequenti
analisi biochimiche e morfofunzionali che su esso vengono svolte.