Efficiency of microsurgical subinguinal varicocelectomy in patients with increased level of sperm DNA fragmentation

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Aim. To evaluate the effect of microsurgical subinguinal varicocelectomy on sperm DNA fragmentation (SDF) in patients with elevated SDF levels (more than 15%) and clinical varicocele.

Materials and methods. A single-center, retrospective, observational, uncontrolled study was carried out. The results of a survey of 33 patients with clinical varicocele, infertility or recurrent miscarriage and sperm DNA fragmentation of more than 15% were analyzed. All patients in 2021–2022 underwent microsurgical subinguinal varicocelectomy at the clinic «Mother and Child Yaroslavl». The level of sperm DNA fragmentation was assessed before and 3 months after varicocelectomy using TUNEL assay based on flow cytometry.

Results. The level of SDF before surgery ranged from 17 to 73% (Me [Q1–Q3]: 32% [21–42]). After 3 months, it ranged from 1 to 27% (14,4% [7,5–17,4]). The differences between the groups were significant (p <0.001). In all patients, SDF levels after varicocelectomy were lower compared to baseline. The differences ranged from 4 to 55% (19,1% [9,5–25,7]). In 21 patients (63.6%) SDF level after treatment did not exceed the upper limit of the reference interval (15%), and in 11 (35.4%) patients the postoperative values were higher than 15%. A significant (p<0.001) positive correlation (r=0.626) was revealed between the preoperative SDF level and the degree of reduction in sperm DNA fragmentation. However, no correlation was found with other preoperative indicators (varicocele degree, patient age, body mass index, side of varicocele).

Conclusion. Performing microsurgical subinguinal varicocelectomy in patients with an increased SDF level (more than 15%) allows reducing SDF within 3 months by an average of 19.1% and achieving normative values in 63.6% of men. The degree of reduction in SDF after varicocelectomy positively correlates with preoperative values.

About the authors

A. I. Ryzhkov

FGBU VO «Yaroslavl State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation; LLC «Mother and Child Yaroslavl»

Author for correspondence.
Email: 1129682@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7919-9830

Ph.D., associate professor of the Department of Urology and Nephrology of FGBU VO «Yaroslavl State Medical University», urologist at the LLC «Mother and Child Yaroslavl»

Russian Federation, Yaroslavl; Yaroslavl

S. Yu Sokolova

LLC «Mother and Child Yaroslavl»

Email: ntvbyfntnrf@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3673-0713

urologist 

Russian Federation, Yaroslavl

I. S. Shormanov

FGBU VO «Yaroslavl State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: i-s-shormanov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2062-0421

Ph.D., MD, professor, Head of the Department of Urology and Nephrology 

Russian Federation, Yaroslavl

References

  1. Nicopoullos J., Vicens-Morton A., Lewis S.E.M., et al. Novel use of COMET parameters of sperm DNA damage may increase its utility to diagnose male infertility and predict live births following both IVF and ICSI. Human reproduction (Oxford, England). 2019;34(10):1915-1923. doi: 10.1093/humrep/dez151
  2. Castillo J., Simon L., de Mateo S., Lewis S., Oliva R. Protamine/DNA Ratios and DNA Damage in Native and Density Gradient Centrifuged Sperm From Infertile Patients. Journal of andrology. 2011;32(3):324-332. doi:https://doi.org/10.2164/jandrol.110.011015
  3. Simon L., Emery B., Carrell D.T. Sperm DNA Fragmentation: Consequences for Reproduction. Advances in experimental medicine and biology. 2019;1166:87-105. doi: 10.1007/978-3-030-21664-1_6
  4. Tan J., Taskin O., Albert A., Bedaiwy M.A. Association between sperm DNA fragmentation and idiopathic recurrent pregnancy loss: a systematic review and meta-analysis. Reproductive biomedicine online. Jun 2019;38(6):951-960. doi: 10.1016/j.rbmo.2018.12.029
  5. McQueen D.B., Zhang J., Robins J.C. Sperm DNA fragmentation and recurrent pregnancy loss: a systematic review and meta-analysis. Fertility and sterility. 2019;112(1):54-60.e3. doi: 10.1016/j.fertnstert.2019.03.003
  6. Yifu P., Lei Y., Shaoming L., Yujin G., Xingwang Z. Sperm DNA fragmentation index with unexplained recurrent spontaneous abortion: A systematic review and meta-analysis. Journal of gynecology obstetrics and human reproduction. 2020:101740. doi: 10.1016/j.jogoh.2020.101740
  7. Zhang Y., Zhang W., Wu X. Effect of varicocele on sperm DNA damage: A systematic review and meta-analysis. 2022;54(1):e14275. doi: 10.1111/and.14275
  8. Zaazaa A., Adel A., Fahmy I., Elkhiat Y., Awaad A.A., Mostafa T. Effect of varicocelectomy and/or mast cells stabilizer on sperm DNA fragmentation in infertile patients with varicocele. Andrology. 2018;6(1):146-150. doi:https://doi.org/10.1111/andr.12445
  9. La Vignera S., Condorelli R., Vicari E., D’Agata R., Calogero A.E. Effects of varicocelectomy on sperm DNA fragmentation, mitochondrial function, chromatin condensation, and apoptosis. Journal of andrology. 2012;33(3):389-96. doi: 10.2164/jandrol.111.013433
  10. Bozhedomov V.A., Shomarufov A.B., Bozhedomova G.E., Kamalov D.M., Sorokin N.I., Kamalov A.A. Varicocele and reproductive function: pathozoospermia treatment (a prospective comparative study). Urologiia. 2021;(2):62-68. Rusian (Божедомов, В.А., Шомаруфов, А.Б., Божедомова, Г. Е., Охоботов, Д.А., Камалов, Д.М., Сорокин, Н.И., Камалов, А.А.. Варикоцеле и репродуктивная функция: возможности коррекции патозооспермии (данные проспективного сравнительного исследования). Урология. 2021;(2):62-68.) doi: 10.18565/urology.2021.2.62-68
  11. Li F., Yamaguchi K., Okada K., et al. Significant improvement of sperm DNA quality after microsurgical repair of varicocele. Systems Biology in Reproductive Medicine. 2012/10/01 2012;58(5):274-277. doi: 10.3109/19396368.2012.692431
  12. Alhathal N., San Gabriel M., Zini A. Beneficial effects of microsurgical varicocoelectomy on sperm maturation, DNA fragmentation, and nuclear sulfhydryl groups: a prospective trial. Andrology. 2016;4(6):1204-1208. doi: 10.1111/andr.12256
  13. Povelitsa E.A., Leanovich V.E., Dosta N.I., Parhomenko O.V., Shesternya A.M. Combined treatment of oligoasthenospermia by postoperative Speroton therapy in patients with varicocele. Andrology and Genital Surgery. 2020;21(2):64-69. Russian (Повелица Э.А., Леанович В.Е., Доста Н.И., Пархоменко О.В., Шестерня А.М. Послеоперационное применение комплекса «Сперотон» в комбинированном лечении олигоастеноспермии на фоне варикоцеле. Андрология и генитальная хирургия. 2020;21(2):64-69). doi: 10.17650/2070-9781-2020-21-2-64-69
  14. Neimark A.I., Neimark B.A., Davydov A.V. et al. Methods of correcting the fragmentation of sperm DNA in combination with varicocele in men with infertility in marriage. RMJ. 2017;8:506–510. Russian (Неймарк А.И., Неймарк Б.А., Давыдов А.В., Ноздрачев Н.А., Борисенко Д.В., Архипов Д.О., Борисова О.Г., Семенова Н.А. Методы коррекции фрагментации ДНК сперматозоидов в сочетании с варикоцеле у мужчин с бесплодием в браке. РМЖ. 2017;8:506–510).
  15. Lara-Cerrillo S., Gual-Frau J., Benet J., et al. Microsurgical varicocelectomy effect on sperm telomere length, DNA fragmentation and seminal parameters. Human Fertility. 2022/01/01 2022;25(1):135-141. doi: 10.1080/14647273.2019.1711204
  16. Kavoussi P.K., Abdullah N., Gilkey M.S., et al. The impact of ipsilateral testicular atrophy on semen quality and sperm DNA fragmentation response to varicocele repair. Asian journal of andrology. 2021;23(2):146-149. doi: 10.4103/aja.aja_50_20
  17. Baker K, McGill J, Sharma R, Agarwal A, Sabanegh E, Jr. Pregnancy after varicocelectomy: impact of postoperative motility and DFI. Urology. Apr 2013;81(4):760-6. doi: 10.1016/j.urology.2012.12.005
  18. Robinson L., Gallos I.D., Conner S.J., Rajkhowa M., Miller D., Lewis S., Kirkman-Brown J., Coomarasamy A. The effect of sperm DNA fragmentation on miscarriage rates: a systematic review and meta-analysis. Hum Reprod. 2012;27(10):2908-17. doi: 10.1093/humrep/des261.
  19. Osman A., Alsomait H., Seshadri S., El-Toukhy T., Khalaf Y. The effect of sperm DNA fragmentation on live birth rate after IVF or ICSI: a systematic review and meta-analysis. Reprod Biomed Online. 2015;30(2):120-7. doi: 10.1016/j.rbmo.2014.10.018
  20. Birowo P., Rahendra Wijaya J., Atmoko W. The effects of varicocelectomy on the DNA fragmentation index and other sperm parameters: a meta-analysis. 2020;30:15. doi: 10.1186/s12610-020-00112-6
  21. Qiu D., Shi Q., Pan L. Efficacy of varicocelectomy for sperm DNA integrity improvement: A meta-analysis. 2021;53(1):e13885. doi: 10.1111/and.13885
  22. Lira Neto FT, Roque M, Esteves SC. Effect of varicocelectomy on sperm deoxyribonucleic acid fragmentation rates in infertile men with clinical varicocele: a systematic review and meta-analysis. Fertility and sterility. Sep 2021;116(3):696-712. doi: 10.1016/j.fertnstert.2021.04.003
  23. Kadioglu T.C., Aliyev E., Celtik M. Microscopic varicocelectomy significantly decreases the sperm DNA fragmentation index in patients with infertility. BioMed research international. 2014;2014:695713. doi: 10.1155/2014/695713
  24. Roque M., Esteves S.C. Effect of varicocele repair on sperm DNA fragmentation: a review. 2018;50(4):583-603. doi: 10.1007/s11255-018-1839-4
  25. Muratori M., Tamburrino L., Marchiani S., et al. Investigation on the Origin of Sperm DNA Fragmentation: Role of Apoptosis, Immaturity and Oxidative Stress. Molecular medicine (Cambridge, Mass). 2015;21(1):109-22. doi: 10.2119/molmed.2014.00158

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. FDS level before surgery and 3 months after surgery

Download (78KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Difference in pre- and postoperative values ​​of sperm DNA fragmentation

Download (33KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. The number of patients with FDS values ​​up to 15%, 15-30% and more than 30% and after surgery

Download (102KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Correlation of preoperative FDS values ​​with the difference between pre- and postoperative FDS values

Download (172KB)
Indexing metadata

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».