agxАндрология и генитальная хирургияAndrology and Genital Surgery2070-97812412-8902MedINK Publishing House LLC10.17650/2070-9781-2022-23-3-72-84agx-587Research ArticleОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯORIGINAL REPORTИсследование влияния инфекции COVID-19 на фрагментацию ДНК в сперматозоидахInvestigation of the effect of COVID-19 infection on sperm DNA fragmentationhttps://orcid.org/0000-0002-4618-2466СорокинаТ. М.SorokinaT. M.

Сорокина Татьяна Михайловна

115522 Москва, ул. Москворечье, 1

Tatyana Mikhaylovna Sorokina

1 Moskvorech’e St., Moscow 115522

reprolab@med-gen.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8422-4962БрагинаЕ. Е.BraginaE. E.

115522 Москва, ул. Москворечье, 1

119992 Москва, Ленинские горы, 1, стр. 40

1 Moskvorech’e St., Moscow 115522

https://orcid.org/0000-0002-2735-6918СорокинаЕ. А.SorokinaE. A.

123182 Москва, пл. Академика Курчатова, 1

117198 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6

1 Akademika Kurchatova Sq., 123182 Moscow

6 Miklukho-Maklaya St., Moscow 117198

https://orcid.org/0000-0002-7032-0793СедоваА. О.SedovaA. O.

115522 Москва, ул. Москворечье, 1

1 Moskvorech’e St., Moscow 115522

https://orcid.org/0000-0002-0580-5575ШтаутМ. И.ShtautM. I.

115522 Москва, ул. Москворечье, 1

1 Moskvorech’e St., Moscow 115522

https://orcid.org/0000-0003-3603-4838КурилоЛ. Ф.KuriloL. F.

115522 Москва, ул. Москворечье, 1

1 Moskvorech’e St., Moscow 115522

https://orcid.org/0000-0002-7615-8512ЧерныхВ. Б.ChernykhV. B.

115522 Москва, ул. Москворечье, 1

117997 Москва, ул. Островитянова, 1

1 Moskvorech’e St., Moscow 115522

1 Ostrovityanova St., 117997 Moscow

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н.П. Бочкова»РоссияN.P. Bochkov Research Centre for Medical GeneticsRussian FederationФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н. П. Бочкова»; Научно-исследовательский институт физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»РоссияN.P. Bochkov Research Centre for Medical GeneticsRussian FederationНИЦ «Курчатовский институт»; ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»РоссияNational Research Center “Kurchatov Institute”; RUDN UniversityRussian FederationФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н. П. Бочкова»РоссияN.P. Bochkov Research Centre for Medical GeneticsRussian FederationФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н. П. Бочкова»РоссияN. P. Bochkov Research Centre for Medical GeneticsRussian FederationФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н. П. Бочкова»; ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н. И. Пирогова»РоссияN. P. Bochkov Research Centre for Medical Genetics; N. I. Pirogov Russian National Research Medical UniversityRussian Federation2022120920222337284Copyright © Сорокина Т.М., Брагина Е.Е., Сорокина Е.А., Седова А.О., Штаут М.И., Курило Л.Ф., Черных В.Б., 20222022Сорокина Т.М., Брагина Е.Е., Сорокина Е.А., Седова А.О., Штаут М.И., Курило Л.Ф., Черных В.Б.Sorokina T.M., Bragina E.E., Sorokina E.A., Sedova A.O., Shtaut M.I., Kurilo L.F., Chernykh V.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agx.elpub.ru/jour/article/view/587

Цель исследования – проанализировать показатели спермограммы и фрагментации ДНК в сперматозоидах (ФДС) у мужчин, перенесших коронавирусную инфекцию COVID-19, и без инфекции в анамнезе.

Материалы и методы

Материалы и методы. Проанализированы показатели спермограммы и индекс ФДС в 172 образцах эякулята пациентов, обследованных в 2020–2022 гг. На основании данных о наличии или отсутствии инфекции COVID-19 в анамнезе сформированы 3 группы: 1-я группа (n = 16) и 2-я группа (n = 65) – мужчины, перенесшие инфекцию менее чем за 75 дней и более чем за 75 дней до сдачи эякулята соответственно, 3-я группа (сравнения, n = 91) – мужчины, в анамнезе которых отсутствует инфекция. Стандартное спермиологическое исследование выполняли согласно рекомендациям руководства Всемирной организации здравоохранения (2010). ФДС оценивали методом флуоресцентного мечения одно- и двунитевых разрывов ДНК (TUNEL).

Результаты

Результаты. Количество сперматозоидов с фрагментированной ДНК (индекс ФДС) в 1-й группе варьировало от 2 до 48 %, во 2-й группе – от 0,9 до 39 %, в 3-й группе (сравнения) – от 1,3 до 52,9 %. Среднее количество гамет с разрывами ДНК в 1-й группе (11,7 ± 3,3 %) было больше, чем во 2-й группе (10,6 ± 0,8 %) и в группе сравнения (10,7 ± 0,8 %), но без статистически значимого различия. Доля пациентов, у которых индекс ФДС превышал референсное значение (≤15 %), в 1, 2 и 3-й группах составила 18,8; 13,8 и 18,7 % соответственно. Количество прогрессивно подвижных (PR) и морфологически нормальных сперматозоидов во 2-й группе было статистически значимо больше, чем в группе сравнения (22,5 ± 1,6 % против 18,0 ± 1,2 % и 5,52 ± 0,47 % против 4,03 ± 0,31 % соответственно).

Заключение

Заключение. У мужчин, обследованных в срок менее 75 дней после заболевания COVID-19, содержание сперматозоидов с фрагментированной ДНК выше, чем у пациентов, перенесших COVID-19 более чем за 75 дней до сдачи эякулята, и мужчин, в анамнезе которых отсутствует данная инфекция. В 1-й группе повышенный индекс ФДС отмечали преимущественно у пациентов, перенесших заболевание средней степени тяжести.

Aim

Aim. To compare sperm parameters and the DNA fragmentation in patients after the COVID-19 infection and in men without a history of infection.

Materials and methods

Materials and methods. Sperm parameters and DNA fragmentation index were evaluated in 172 patients examined in 2020–2022. Based on the data on COVID-19 infection in the anamnesis, the patient’s cohort was divided into three groups: group 1 (n = 16) and group 2 (n = 65) – patients who had an infectious disease less than 75 days and more than 75 days before the delivery of the ejaculate, respectively, and group 3 (control, n = 91) – men have no coronavirus infection. A standard semen examination was performed according by the WHO guidelines (2010) recommendation. Sperm DNA fragmentation was evaluated by fluorescent labeling of single- and double-strand DNA breaks (TUNEL method).

Results

Results. The percentage of spermatozoa with fragmented DNA in group 1 varies from 2 to 48 %, in group 2 – from 0.9 to 39 %, in group 3 (control group) – from 1.3 to 52.9 %. The average number of gametes with DNA breaks in group 1 (11.7 ± 3.3 %) is greater than in group 2 (10.6 ± 0.8 %) and in group 3 (10.7 ± 0.8%), but without a statistically significant differences. The proportions of patients whose DNA fragmentation index exceeds the reference value (≤15 %) in groups 1, 2 and 3 are 18.8; 13.8 and 18.7 %, respectively. The count of progressively motile (PR) and morphologically normal spermatozoa in group 2 is statistically significantly greater than in group 3 (22.5 ± 1.6 % vs 18.0 ± 1.2 % and 5.52 ± 0.47 % vs 4.03 ± 0.31 %, respectively).

Conclusion

Conclusion. The content of sperm with fragmented DNA is higher in men examined less than 75 days after COVID-19 disease, than in patients, examined more than 75 days after COVID-19 and in men who have no history of this infection. In group 1 an increased DNA fragmentation index was noted mainly in patients who had suffered from the disease in a moderate form.

COVID-19инфекциямужская фертильностьсперматозоидыфрагментация ДНКэякулятCOVID-19infectionmale fertilityspermDNA fragmentationejaculateРабота выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.The study was carried out within the framework of the state task of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation.ReferencesAgarwal А., Said T.M. Role of sperm chromatin abnormalities and DNA damage in male infertility. Hum Reprod Update 2003;9(4):331–45. DOI: 10.1093/humupd/dmg027Agarwal А., Said T.M. Role of sperm chromatin abnormalities and DNA damage in male infertility. Hum Reprod Update 2003;9(4):331–45. DOI: 10.1093/humupd/dmg027Simon L., Castillo J., Oliva R., Lewis S.E. Relationships between human sperm protamines, DNA damage and assisted reproduction outcomes. Reprod Biomed Online 2011;23(6):724–34. DOI: 10.1016/j.rbmo.2011.08.010Simon L., Castillo J., Oliva R., Lewis S.E. Relationships between human sperm protamines, DNA damage and assisted reproduction outcomes. Reprod Biomed Online 2011;23(6):724–34. DOI: 10.1016/j.rbmo.2011.08.010Muratori M., De Geyter C. Chromatin condensation, fragmentation of DNA and differences in the epigenetic signature of infertile men. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab 2019;33(1):117–26. DOI: 10.1016/j.beem.2018.10.004Muratori M., De Geyter C. Chromatin condensation, fragmentation of DNA and differences in the epigenetic signature of infertile men. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab 2019;33(1):117–26. DOI: 10.1016/j.beem.2018.10.004Muratori M., Tamburrino L., Marchiani S. et al. Investigation on the origin of sperm DNA fragmentation: role of apoptosis, immaturity and oxidative stress. Mol Med 2015;21(1):109–22. DOI: 10.2119/molmed.2014.00158Muratori M., Tamburrino L., Marchiani S. et al. Investigation on the origin of sperm DNA fragmentation: role of apoptosis, immaturity and oxidative stress. Mol Med 2015;21(1):109–22. DOI: 10.2119/molmed.2014.00158WHO laboratory manual for the Examination and processing of human semen. 5th edn. WHO, 2010.WHO laboratory manual for the Examination and processing of human semen. 5th edn. WHO, 2010.Хаят С.Ш., Брагина Е.Е., Арифулин Е.А. и др. Фрагментация ДНК сперматозоидов у мужчин разного возраста. Андрология и генитальная хирургия 2019;20(4):39–44. DOI: 10.17650/2070-9781-2019-20-4-39-44Khayat S.S., Bragina E.E., Arifulin E.A. et al. Sperm DNA fragmentation in men of different age. Andrologiya i genital’naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2019;20(4):39–44. (In Russ.). DOI: 10.17650/2070-9781-2019-20-4-39-44Chang Y.H. Biostatistics 101: data presentation. Singapore Med J 2003;44(6):280–5. PMID: 14560857.Chang Y.H. Biostatistics 101: data presentation. Singapore Med J 2003;44(6):280–5. PMID: 14560857.Гржибовский А.М. Анализ количественных данных для двух независимых групп. Экология человека 2008;(2):54–61.Grzybowski A.M. Analysis of quantitative data for two independent groups. Ekologiya cheloveka = Human Ecology 2008;(2):54–61.Hajizadeh Maleki B., Tartibian B. COVID-19 and male reproductive function: a prospective, longitudinal cohort study. Reproduction 2021;161(3):319–31. DOI: 10.1530/REP-20-0382Hajizadeh Maleki B., Tartibian B. COVID-19 and male reproductive function: a prospective, longitudinal cohort study. Reproduction 2021;161(3):319–31. DOI: 10.1530/REP-20-0382Holtmann N., Edimiris P., Andree M. et al. Assessment of SARS-CoV-2 in human semen-a cohort study. Fertil Steril 2020;114(2):233–8. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2020.05.028Holtmann N., Edimiris P., Andree M. et al. Assessment of SARS-CoV-2 in human semen-a cohort study. Fertil Steril 2020;114(2):233–8. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2020.05.028Fan C., Lu W., Li K. et al. ACE2 expression in kidney and testis may cause kidney and testis infection in COVID-19 patients. Front Med (Lausanne) 2021;7:563893. DOI: 10.3389/fmed.2020.563893Fan C., Lu W., Li K. et al. ACE2 expression in kidney and testis may cause kidney and testis infection in COVID-19 patients. Front Med (Lausanne) 2021;7:563893. DOI: 10.3389/fmed.2020.563893Haghpanah A., Masjedi F., Alborzi S. et al. Potential mechanisms of SARS-CoV-2 action on male gonadal function and fertility: current status and future prospects. Andrologia 2021;53(1):e13883. DOI: 10.1111/and.13883Haghpanah A., Masjedi F., Alborzi S. et al. Potential mechanisms of SARS-CoV-2 action on male gonadal function and fertility: current status and future prospects. Andrologia 2021;53(1):e13883. DOI: 10.1111/and.13883Li X., Lu H., Li F. et al. Impacts of COVID-19 and SARS-CoV-2 on male reproductive function: a systematic review and meta-analysis protocol. BMJ Open 2022;12(1):e053051. DOI: 10.1136/bmjopen-2021-053051Li X., Lu H., Li F. et al. Impacts of COVID-19 and SARS-CoV-2 on male reproductive function: a systematic review and meta-analysis protocol. BMJ Open 2022;12(1):e053051. DOI: 10.1136/bmjopen-2021-053051Moryousef J., Alkandari M.H., Zini A. Case – Sperm DNA fragmentation associated with COVID-19 infection. Can Urol Assoc J 2022;16(5):Е301–Е3. DOI: 10.5489/cuaj.7721Moryousef J., Alkandari M.H., Zini A. Case – Sperm DNA fragmentation associated with COVID-19 infection. Can Urol Assoc J 2022;16(5):Е301–Е3. DOI: 10.5489/cuaj.7721Ma L., Xie W., Li D. et al. Evaluation of sex-related hormones and semen characteristics in reproductive-aged male COVID-19 patients. J Med Virol 2021;93(1):456–62. DOI: 10.1002/jmv.26259Ma L., Xie W., Li D. et al. Evaluation of sex-related hormones and semen characteristics in reproductive-aged male COVID-19 patients. J Med Virol 2021;93(1):456–62. DOI: 10.1002/jmv.26259Сорокина Т.М., Брагина Е.Е., Сорокина Е.А. и др. Влияние перенесенной инфекции COVID-19 на спермиологические показатели мужчин с нарушением фертильности. Андрология и генитальная хирургия 2021;22(3):25–33. DOI: 10.17650/1726-9784-2021-22-3-25-33Sorokina T.M., Bragina E.E., Sorokina E.A. et al. Effect of COVID-19 infection on characteristics of sperm in men with impaired fertility. Andrologiya i genital’naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2021;22(3):25–33. (In Russ.). DOI: 10.17650/1726-9784-2021-22-3-25-33Сорокина Т.М., Брагина Е.Е., Сорокина Е.А. и др. Оценка и сравнительный анализ спермиологических показателей у мужчин до и после вакцинации препаратом «Спутник V» (Гам-КОВИД-Вак). Андрология и генитальная хирургия 2021;22(4):45–53. DOI: 10.17650/1726-9784-2021-22-4-45-53Sorokina T.M., Bragina E.E., Sorokina E.A. et al. Evaluation and comparative analysis of sperm characteristics in men before and after vaccination with Sputnik V (Gam-COVID–Vac). Andrologiya i genital’naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2021;22(4):45–53. (In Russ.). DOI: 10.17650/1726-9784-2021-22-4-45-53

The authors declare that there are no conflicts of interest present.