Background: Sperm DNA integrity is increasingly seen as a critical characteristic determining reproductive success, both in natural reproduction and in assisted reproductive technologies (ART). Despite this awareness, sperm DNA and nuclear integrity tests are still not part of routine examinations for either infertile men or fertile men wishing to assess their reproductive capacity. This is not due to the unavailability of DNA and sperm nuclear integrity tests. On the contrary, several relevant but distinct tests are available and have been used in many clinical trials, which has led to conflicting results and confusion. The reasons for this are mainly the lack of standardization between different clinics and between the tests themselves. In addition, the small number of samples analyzed in these trials has often weakened the value of the analyses performed. In the present work, we used a large cohort of semen samples, covering a wide age range, which were simultaneously evaluated for sperm DNA fragmentation (SDF) using two of the most frequently used SDF assays, namely the TUNEL assay and the sperm chromatin structure assay (SCSA®). At the same time, as standard seminal parameters (sperm motility, sperm morphology, sperm count) were available for these samples, correlations between age, SDF and conventional seminal parameters were analyzed.
Results: We show that the SCSA® and TUNEL assessments of SDF produce concordant data. However, the SDF assessed by TUNEL is systematically lower than that assessed by SCSA®. Regardless of the test used, the SDF increases steadily during aging, while the HDS parameter (High DNA stainability assessed via SCSA®) remains unchanged. In the cohort analyzed, conventional sperm parameters do not seem to discriminate with aging. Only sperm volume and motility were significantly lower in the oldest age group analyzed [50-59 years of age].
Conclusions: In the large cohort analyzed, SDF is an age-dependent parameter, increasing linearly with aging. The SCSA® assessment of SDF and the flow cytometry-assisted TUNEL assessment are well correlated, although TUNEL is less sensitive than SCSA®. This difference in sensitivity should be taken into account in the final assessment of the true level of fragmentation of the sperm nucleus of a given sample. The classical sperm parameters (motility, morphology, sperm count) do not change dramatically with age, making them inadequate to assess the fertility potential of an individual.
RéSUMé: CONTEXTE: l'intégrité de l'ADN des spermatozoïdes est de plus en plus considérée comme une caractéristique essentielle déterminant le succès de la reproduction, tant dans la reproduction naturelle que dans les techniques de reproduction assistée (AMP). Malgré cette prise de conscience, les tests d'intégrité nucléaire des spermatozoïdes ne font toujours pas partie des examens de routine pour les hommes infertiles ou fertiles souhaitant évaluer leur capacité de reproduction. Cette situation n'est pas due à l'indisponibilité des tests. Au contraire, plusieurs tests pertinents mais distincts sont disponibles et ont été utilisés dans de nombreux essais cliniques, ce qui a donné lieu à des résultats contradictoires et à une certaine confusion. Les raisons en sont principalement le manque de normalisation entre les différentes cliniques et entre les tests eux-mêmes. En outre, le petit nombre d'échantillons analysés dans ces essais a souvent affaibli la valeur des analyses effectuées. Dans le présent travail, nous avons utilisé une vaste cohorte d'échantillons, couvrant une large tranche d'âge, évalués simultanément pour la fragmentation de l'ADN des spermatozoïdes à l'aide de deux des tests les plus fréquemment utilisés, à savoir le test TUNEL et le test de la structure de la chromatine des spermatozoïdes (SCSA®). Parallèlement, comme les paramètres séminaux standard (motilité, morphologie, numération) étaient disponibles pour ces échantillons, les corrélations entre l'âge, le niveau de fragmentation et les paramètres séminaux conventionnels ont été analysées. RéSULTATS: Nous montrons que les évaluations SCSA® et TUNEL produisent des données concordantes. Cependant, le SDF évalué par TUNEL est systématiquement plus faible que celui évalué par SCSA®. Quel que soit le test utilisé, la fragmentation augmente régulièrement au cours du vieillissement, alors que le paramètre HDS (« High DNA stainability» évalué par le test SCSA®) reste inchangé. Dans la cohorte analysée, les paramètres spermatiques conventionnels ne semblent pas varier avec le vieillissement. Seuls le volume et la mobilité des spermatozoïdes étaient significativement plus faibles dans le groupe d'âge le plus élevé analysé [50–59 ans]. CONCLUSIONS: Dans la grande cohorte analysée, la fragmentation de l'ADN spermatique est un paramètre dépendant de l'âge, augmentant linéairement avec le vieillissement. L'évaluation du SDF par SCSA® et l'évaluation via le test TUNEL assistée par cytométrie de flux sont bien corrélées, bien que le TUNEL soit moins sensible que le SCSA®. Cette différence de sensibilité doit être prise en compte dans l'évaluation finale du niveau réel de fragmentation du noyau des spermatozoïdes d'un échantillon donné. Les paramètres classiques du sperme (motilité, morphologie, nombre de spermatozoïdes) ne changent pas de façon spectaculaire avec l'âge, ce qui les rend inadéquats pour évaluer le potentiel de fertilité d'un individu.
Keywords: Ageing; DNA fragmentation; Male fertility; Reproductive health; Spermatozoa.
© 2023. The Author(s).