New Techniques For TESE Success: Genetic Tests Prof. Dr. Bülent Alıcı İ.Ü. Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Üroloji AD, Androloji BD

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 Treatment Options

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 Why do we evaluate men in the era of ICSI? 1.To distinguish treatable causes 2.Decision of necessity for artificial insemination techniques 3.To diagnose genetic risks if AI is needed 4.To diagnose the life treatening conditions seen with infertility

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 Genetic Risks in Male İnfertility % of men with azoospermia and 5% of men with oligozoospermia have chromozomal abnormalities AUA, EAU Guidelines After sperm retrieval/ICSI Chromozomal abnormalities 3x Malformations 2x

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 ICSI – Genetic Risks Malformation IVF% 1.4 ICSI% 2.35 Malformation ICSI/IVF risk  % 1.27 Dietrich et al. 2004

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 “Aging” Fathers: Genetic Risks for the Children Structural chromosomal anomalies Autosomal dominant transferrable diseases (Polycystic renal degeneration, tubular sclerosis) Age of the partner decisive for the indication of a pre-implantation diagnosis

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 Why Do We Need Genetic Investigation? To yield a diagnosis and etiology For genetic counselling Prevent unnecessary medical or surgical treatment

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 Sperm of İnfertile Men Aneuploidy Genetic abnormalities DNA damage

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 Chromozomal Abnormalities Numerical (trisomy e.t.c.) Structural (inversions or translocations)

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan publications, n: 9766 infertile men Chromozomal abnormalities % 5.8 Sex chromo. abnorm % 4.2 Autosomal abnorm% 1.5 Johnson MD; Fertil Steril. 1998: New born male infants (n: ) Chromozomal abnormalities % 0.38 Sex chromo. abnorm % 0.14 Autosomal abnorm% 0.25 Van Assche EV; Hum Reprod. 1996: Suppl 4:1-24

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 Klinefelter’s Syndrome Chromosome disorder: a. Classic form: 47 XXY (90%) results from meiotic nondisjunction b. Mosaic form: 46 XY/47 XXY (10%) Karyotopic varieties: XXYY, XXXY e.t.c. Very common : 1/500 male births İ.Ü. CTF Üroloji AD Arşivi

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 Genetic Counseling AZFa, b ve c deletions on long arm of Y chromosome may have a prognostic value

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 Y Microdeletions Specific microdeletion frequency AZFa 5 % AZFb35 % AZFc60 % Krauzs C, Int J Androl, 2003

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 Y Microdeletions Patients with AZF microdeletion; Azoospermia 66 % Severe Oligozoospermia 28 % Oligozoospermia 6 % Y microdeletion in azoospermia 7 % (2-53) Koh E et al, Reprod.Med. 2005

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 Y Microdeletion and Histopathology AZFa Sertoli Cell Only AZFb Maturation arrest AZFc Different histopathological changes Koh E et al, Reprod.Med. 2005

Y Microdeletion and Histopathology 2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008

Chance of Sperm Retrieval AZFc Partial AZFc Partial AZFa and AZFb AZFa AZFb AZFb+c AZFa+b+c 2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan % chance No chance of sperm retrieval

Sperm Retrieval Rate According to Histopathology Hypospermatogenesis90 % Maturation Arrest60-70 % SCO (Germinal Aplasia)30 % Over-all Success50-60 % 2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008

Translocations in Men Neonatal population 0.2 % İnfertile couples0.6 % Severe infertility2-3.2 % Recurrent miscarriages 9.2 % Stern C, Hum Reprod 1999;14:2097–101 Meschede D, Hum Reprod 1998;13:576–82

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 Translocations and Fertility Preimplantation genetic diagnosis (PGD) has been offered to carriers of translocations By selecting only normal and balanced embryos after PGD higher chance of conceiving reduced probability of abortions Patients with 65% or less chromosomally abnormal sperm have a good chance at conceiving Escudero T et al; Fertility Sterility 2003; 79: Munne´ S et al, Fertil Steril 2000;73:1209–18

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 What Genetic Testing Should be Offered? For patients with NOA or counts < 5-10 mil/ml: Karyotyping: Chromozomal deletions, duplications or translocations Y Chromosome analysis: gene microdeletions For patients with vasal agenesis: CFTR testing to CF mutations ? For patients with repeated pregnancy loss: FISH of sperm

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008 Genetic Work-up in Azoospermia ParameterClinicComment CFTR-Gene (Cystic Fibrosis Transm Regulator) CBAVD (Azoospermia) Patient/Partner Klinefelter (47xxy) Most Common Sex Chromozome abnormality TESE/ICSI Preimplantation diagnosis Y microdeletion 10-15% of Testicular azoospermia or severe Oligozoospermia Before TESE/ICSI

2. Güncel Üreme Endokrinolojisi ve Yardımcı Üreme Teknikleri Kongresi İZMİR Nisan 2008