Tekrarlayan gebelik kayıplarında erkek faktörleri Prof. Dr. Barış Altay Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Üroloji Anabilim Dalı

Tekrarlayan Gebelik Kaybı Nedir? ESHRE, 22. haftadan önce 3 veya daha fazla olan düşüklerde, tekrarlayan gebelik kaybı tanımını kullanmaktadır. Tekrarlayan gebelik kaybı ise 2 veya daha fazla olur; kadınların sadece %5’ i iki ve %1’i üç veya daha fazla düşükle karşılaşır.

Gebelik kaybı tüm hamlileliklerin %15-20’sinde gözlenir ve çoğu ilk 10 hafta içinde gerçekleşir.

Tekrarlayan Gebelik Kaybında Başlıca Nedenler Genetik Yaş Antifosofolipid sendromu Uterin anomaliler Hormonal veya metabolik bozukluklar Enfeksiyon Otoimmun nedenler Sperm kalitesi Yaşam stili (sigara,obesite, alkol)

Tekrarlayan Gebelik Kayıplarında Uygulanan Sperm Fonksiyon Testleri Nükleer kromatin dekondensasyon testi HOST (hipo-ozmotik şişme testi) Akrozom testi

Sperm DNA bütünlüğü Erken embriyogenezis döneminde sperm önemli rol oynar. Arginin ve sistinden zengin protaminlerin sperm genomundaki kompak yapısı; ekzojen ve endojen toksik ataklara karşı koruyucu etkiye sahiptir. Sperm DNA’sındaki bozukluklar, bu tip zararlı etkilere karşı embriyoyu savunmasız bırakır.

DNA Hasarı Hasarlı sperm kromatin yapısına bağlı dekondensasayon gelişmez, protaminlerin histonla değişimi ve replikasyon etkilenir DNA replikasyonuyla beraber, trankrispsiyon ve translasyon bozuklukları embriyo gelişimi sırasında DNA hasarı yüksek sperme bağlı hatalara yol açar. Shir D. et al. Fertil Steril 2013

DNA Hasarı ICSI yöntemi ile spermin zona pellucidaya bağlanması, akrozom reaksiyonu ve ooplazmaya füzyonu gibi doğal bariyerler ortadan kalktığı için; yüksek DNA hasarlı sperm ile fertilizasyon sağlanabilmektedir. Kadına ait oosit tamir mekanizmaları >40yaş ciddi şeklide azalmaktadır. Özellikle DNA hasarı >%50 hastalarda, hasar<%25 olanlara göre 2 kat daha sık tekrarlayan gebelik kayıpları bildirilmektedir Simon L et al. Reprod. Biomed 2013

DNA Hasarı-Tekrarlayan Düşük İlişkisi Toplam 16 çalışmada, (8 acridin orange, 6 Tunel, 2 Comet assay testi); meta-analiz çalışmada DNA hasarı ile gebelik kaybı arasındaki risk ratio 2.16 olarak gösterilmektedir. Robinson et al. Hum Reprod 2012

DNA Hasarı-Tekrarlayan Düşük İlişkisi 2756 çifti kapsayan 14 çalışmada, DNA hasarı ve tekrarlayan gebelik kayıpları arasındaki ilişki, Tunel ve SCSA testleri ile istatistiksel anlamda daha net ortaya konmuştur. Zhao et al. Fertil Steril 2014

DNA Hasarı-Tekrarlayan Düşük İlişkisi DNA hasarını belirlemede histon hasarının önemi yapılan Comet ve Tunel assay testleri ile belirgin şekilde ortaya konulurken, flow-sitometrik değerlendirme ile gebelik vs. düşük oranları için anlamlı sonuçlara ulaşmamıştır. Simon et al. Hum Reprod 2014

Oksidatif Stres neden kaynaklanır?

ROS = Reaktif Oksijen Türevleri Oksidatif Stres ROS > TAC ROS = Reaktif Oksijen Türevleri TAC = Total Antioksidan Kapasite (glutatyon peroksidaz, süperoksid dismutaz, glutatyon redüktaz, katalaz) 13

İmmotil Spermatozoa Epididim boyunca transport süresinin uzun olmasının sperm dejenerasyonunu arttırdığı ve DNA hasarının epididimde testise göre daha fazla olduğu, mikrotübül organizasyon defektlerinin fertilizasyon üzerine olumsuz etkidiği bildirilmektedir. Westlander Hum Repord 2003

İmmatür Hücre-Serbest Oksijen Radikalleri (ROS) İmmatür hücrelerde SOR açısından zengindir ve buna bağlı DNA hasarı matür spermde gelişir. Kaspaz ve endo-nükleaz enzimleri ile direk veya indirek yolla sperm DNA fragmantasyonuna yol açar. Sakkas et al. Fertilty and Sterility 2010

SOR’a bağlı DNA hasarı

DNA Hasarı Mekanizmaları

DNA Hasarı Mekanizmaları Spermatogenez sırasında apoptozis Spermiogenez sırasında sperm kromatin yapısı şekillenirken DNA dizisindeki bozulma Seminifer tübül ve epididimden geçiş sırasında oksijen radikalleri ile indüklenmesi sonrası post-testiküler DNA fragmantasyonu Endojen kaspaz ve endonükleazlar ile Radyoterapi veya kemoterapiye bağlı Çevresel toksinlere bağlı

DNA Hasarı Mekanizmaları Hem mitokondrial hem de nükleer DNA etkilenir. Sperm hücrelerinin üretim veya transport aşamasında bu sorun gelişebilir.

DNA Hasarı Oosit, sitoplazmik ve genomik kalitesine bağlı DNA hasarını tamir etme özelliğine sahiptir. Ancak yaş artışı ile birlikte azalır. Yine embriyodaki DNA hasarı sadece spermatozoa kaynaklı değildir, oosit kaynaklı olanlar da göz ardı edilmemelidir.

DNA hasarlı sperm > %0.1-8-10-30 EŞİK DEĞER DNA hasarlı sperm > %0.1-8-10-30 Fertilizasyon düşüklüğü Blastosist azalması İmplantasyon defekti Embriyo defekti Abortus Anomali riski ? Oositin tamir kapasitesi yetersiz kalır Zini 2000 Sawyer 2000 Evenson 1999 Ahmadi 1999 Kierszenbaum 2001

DNA Hasarı Sperm fragmantasyon indeksi>30 ise klinikte sık tekrarlayan düşükler (1.7 kat daha fazla gebelik kaybı) ile karşılaşıyorsak, ejakülat spermi yerine testiküler sperm çözüm olabilmektedir. DNA hasarı spermin epididim boyunca yol alması sırasında SOR ile temas sonrası immatür sperm hücreleri veya epididim boyunca epiteliyal hücrelere bağlı artmaktadır.

DNA Hasarı Konvansiyonel sperm parametreleri ile her zaman korele değildir Artan sperm DNA hasarı ÜYT başarısını etkilemektedir. Tunel, Acridin orange, SCSA, Comet assay bu amaçla kullanılan testler

Erkek genom yapısı ve Oksidatif stresin spermatoza üzerine etkisi Her ne kadar teorik olarak insan spermatozoası oksidatif DNA hasarına karşı dayanıklı gibi görünse de, somatik hücrelere kıyasla daha fazla hasarlanırlar Bunun tek açıklaması erkek toksikolojisinde yatar İlerleyen yaşın olumsuz etkisi Meslek hastalıkları Sigara Oksidatif stres, doğrudan mutagenik değişikliklere neden olmaz, daha ziyade non-spesifik hasar yaratırlar nükleotidler arası bağ kırılmaları DNA bazlarında değişiklikler. 23

Genetik nedenler Erken dönemde gebelik kayıplarının yaklaşık %60’ı sporadik kromozomal anomalilere bağlıdır ( ilerleyen yaşla birlikte artan trizomiler en sık gözlenir). Sporadik düşükler <35yaş kadınlarda %9-12 arasında gözlenirken, >40yaş kadınlarda bu oran %50’lere ulaşmaktadır.

Paternal Yaş Bu konuda yapılan geçmiş yıllardaki çalışmalarda 20 hafta öncesi düşüklere ait dört çalışmanın üçünde paternal yaşın önemli olduğu belirtilmektedir. Nüfus dayalı 3174 hastalık bir çalışmada varılan sonuç ise paternal yaş>40 ise, maternal yaş>30’dan itibaren düşük oranının artmaya başladığı ve maternal yaş>35 ise farkın daha net ortaya çıktığı gösterilmiştir. De La Rochebrochard et al. Hum Reprod 2002

Genetik nedenler Dengelenmiş resiprokal ve Robertsonian translokasyonlar (yaklaşık %60 resiprokal, %40 Robertsonian olarak gözlenir) %2-6 oranında tekrarlayan gebeliklerde rol oynar Kadınlarda dengelenmiş translokasyonlar, erkeklere göre 2 kat fazla gözlenir. Fenotip olarak normal görünüme rağmen, mayoz bölünme sırasında fetüste kromozomal duplikasyon veya kayıplarla, düşüklere yol açmaktadır.

Genetik nedenler Önleme: Preimplantasyon genetik tanı Amniyosentez Koriyonik villus örneklemesi

Kromozon bozuklukları ve Gebelik Kayıpları Erken dönemdeki gebelik kayıplarında fetüsteki anomaliler sorumlu tutulmaktadır, bu durum da özellikle 1. mayoz bölünme sırasındaki anormal kromozomal ayrılmalarına bağlı gelişmektedir.

KROMOZOM BOZUKLUKLARI SAYISAL BOZUKLUKLAR YAPISAL BOZUKLUKLAR Delesyon Duplikasyon İnversiyon İnsersiyon Ring kromozom İzokromozom Mozaisizm Translokasyonlar Robertsonian Resiprokal Poliploidi Anöploidi Cinsiyet kromozomları anöploidisi Otozomal kromozomların anöploidisi

Yapısal Bozukluklar Delesyon: Kromozonun küçük bir segmentinin kopmasıdır İnversiyon:Bir kromozonda meydana gelen 2 kırık arasındaki segmentin kendi etrafına 180 derece dönüp tekrar kaynaması ile oluşur Duplikasyon: Kırılma sonucu kromozndan kopan bir segment kendi homolog kromozonuna yapışmasıyla oluşur.

Translokasyon Kırılma gösteren 2 ayrı kromozondan birinin kırılan parça üzerine yapışmasına denir. 1. Karşılıklı resiprokal translokasyon 2. Sentriolde birleşme Sağlam kromozon uçları birbirine yapışmaz. Yapışmayan kromozon bir sonraki mitozda bölünmeye katılamaz ve ortadan kaybolur.

Görülme Sıklığı İnfertil erkeklerde %15 oranında gözlenen genetik bozukluklar kromozom aberasyonları ve tek gen mutasyonları şeklinde gözlenebilmektedir. Kromozom anomalileri infertil erkeklerde %8, azoospermik erkeklerde ise %15 oranında gözlenmektedir

Görülme Sıklığı Yenidoğanlarda Robertsonian ve resiprokal translokasyonlar 1/1000 ve 0.9/1000 oranında görülür. İnfertil erkeklerde bu görülme sıklığı sırasıyla 7 ve 9 kat artmaktadır.

Robertsonian translokasyon, infertil popülasyonda %2-3 Görülme Sıklığı Robertsonian translokasyon, infertil popülasyonda %2-3 Yineleyen düşük öyküsü olanlarda %9 oranında gözlenmektedir. Stern et al. Hum Reprod 1999

Resiprokal translokasyon Resiprokal translokasyon, 2 heterolog kromozom materyelinin yer değiştirmesi şeklinde gerçekleşir; diğer deyişle genetik materyelin miktarı değişmez ancak sırası değişir.

Resiprokal translokasyon

Translokasyon Translokasyonlarda genetik içerik bir kromozomdan diğerine aktarılır. Genellikle dengeli translokasyonlarda fenotipte değişiklik, genetik materyelde artış veya azalış gözlenmez. Ancak mayoz sırasında haploid yapıdaki spermde DNA’da kayıp veya artış gözlenebilir.

Robertsonian Translokasyon Yapısal reorganizasyonlar %20 de-novo ve %80 ailesel olarak karşımıza çıkmaktadır. Robertsonian translokasyonlar %65 maternal kökenliyken, de-novo yapısal yeniden düzenlemeler %84 paternal kökenlidir. Çoğu de-novo yapısal yeniden düzenleme dengeli olarak karşımıza çıkar ve yaşam şansları kromozomal olarak normal olan gebeliklerden farksızdır.

Robertsonian tip translokasyonlar Robertsonian tip translokasyonlar iki akrosentrik kromozonun füzyonuna (kromozomlar 13,14,15,21 ve 22) bağlı gelişir. Kromozomun uzun kolu aynı kalırken, kısa kolda kayıp gözlenebilir ve 45 kromozon ile sonlanabilir. Genellikle bu tip translokasyonlar dengeli haldedir ve fenotipik değişiklikler gözlenmez, spermatogenetik değişiklikler ve kadınlarda hamilelik kayıpları ile karşımıza çıkar.

Sonuç Erkeğe ait semende gösterilebilen artmış seks kromozom bozuklukları tekrarlayan gebelik kayıplarında gösterilmesine rağmen, döllenen materyelde sitogenetik incelemede artmış seks kromozon aneuploidisi ortaya konamamıştır. Bu nedenle rutin olarak spermploidisinin (FISH ile) değerlendirilmesi önerilmememektedir. Fertility and Sterility 2012 (ASRM, evaluation and treatment of recurrent pregnancy loss: a committee opinion.

Sonuç Paternal faktörlere bağlı tekrarlayan gebelik kayıplarının önlenmesinde bizlere düşen görev, özellikle artan DNA hasarına bağlı oluşan zararı minimalize etmektir. Yaşam stili, çevresel zararlı toksinlerden arınma, anti-oksidan tedavilerle beraber DNA hasarına yol açan nedenlerin de belirlenerek, ortadan kaldırılması önemli olacaktır.