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SCSA Diagnostics ist der Pionier in der Spermien-DNA-Analyse und nutzt seit über 25 Jahren etablierte Forschung und laufende klinische Studien, um einen der fortschrittlichsten verfügbaren Spermien-DNA-Fragmentierungstests durchzuführen.
Die Entwicklung des SCSA-Tests wurde im Dezember 1980 in der renommierten Zeitschrift „Science“ vorgestellt.
Beachten Sie, dass es einige Labore gibt, die einen SCSA-ähnlichen Test anbieten. Es handelt sich jedoch nicht um den gleichen Präzisions-SCSA ® -Test.
Die Diagnose der männlichen Infertilität unterliegt der Bewertung der konventionellen Samenanalyse, die sich an den Kriterien der Weltgesundheitsorganisation (WHO 6) orientiert. Eine zunehmende Anzahl von Studien hat jedoch die Problematik dieser Methodik hervorgehoben, da prädiktive, validierte Schwellenwerte der Samenparameter für den Erfolg der assistierten Reproduktionstechnologie (ART) fehlen. (van der Steeg et al., 2011; van Weert et al., 2008). Die herkömmliche Samenanalyse untersucht Merkmale der Spermienfunktion, geht jedoch nicht vollständig auf die funktionelle Kompetenz der Spermatozoen ein. Eine grundlegende Rolle bei der Bestimmung der Spermienkompetenz wird derzeit der DNA-Integrität zugeschrieben. Neue Tests zur Analyse der Spermien-DNA-Fragmentierung (sDF) werden ausdrücklich befürwortet (Shamsi et al., 2011).
Die Fragmentierung der Spermien-DNA ist eine der wichtigsten paternalen Ursachen für wiederholtes Reproduktionsversagen. Etwa 20-30 % der Männer, die eine Fertilitätsklinik aufsuchen, weisen ein Ausmaß an Spermien-DNA-Fragmentierung auf, das zu einem Scheitern der Schwangerschaft führen kann.
Spanoet al. 2000 Die gestrichelte Linie zeigt die klinische Schwelle für Spermien-DNA-Fragmentierung und Schwangerschaftschancen
Einige Autoren publizierten, dass Samenproben, die mehr als 27-30% Spermien mit DNA-Fragmentierungen (DNA-Fragmentierungsindex, %DFI) enthalten, die Wahrscheinlichkeit einer Schwangerschaft durch Geschlechtsverkehr oder IUI um das 7- bis 10-fache geringer ist und eine um 1,5 -2,0-fach geringere Chance durch IVF/ICSI besteht.
Giwercman A. et al. (2009 im Druck, Int. J. Androl) inkludierte 137 Männer von Paaren mit nachgewiesener Infertilität ohne bekannte maternale Faktoren und 137 Männer mit nachgewiesener Fertilität
Bei Männern mit normalen Samenparametern (Spermienkonzentration, -motilität und -morphologie) war das Risiko für Infertilität bei DFI-Werten von über 20 % um das 5-fache erhöht.
Wenn jedoch einer der Samenparameter auffällig war, war das Risiko für eine Infertilität bereits bei DFI-Werten von über 10 % um das 16-fache erhöht.
Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass „DFI ein Prädiktor für die Wahrscheinlichkeit einer natürlichen Empfängnis ist, selbst wenn die klassischen Samenparameter im Normalbereich liegen. Die SCSA-Analyse ergänzt die Behandlungsplanung für Paare mit nachgewiesener Infertilität.“
Die Integrität der Spermien-DNA wird kontinuierlich durch endogene und exogene Faktoren herausgefordert, obwohl in menschlichen Zellen verschiedene Mechanismen zur Reparatur und zum Schutz vor einer Beschädigung der DNA aktiv sind (Hoeijmakers, 2009). Besonders die Bewahrung der DNA-Integrität spielt eine große Rolle, um das Genom an die nächste Generation weiterzugeben. In diesen Zellen werden DNA-Doppelstrangbrüche während der Spermatogenese und Spermiogenese physiologisch induziert, um den meiotischen Crossover bzw. die Histon-Protamin-Substitution zu erleichtern (Rathke et al., 2014). Abgesehen von diesem „physiologischen“ DNA-Schaden können andere exogene und endogene Faktoren die DNA-Integrität während der Spermienreifung/ -speicherung im Nebenhoden beeinflussen (Moustafa et al., 2004; Ramos et al., 2004; Sakkas et al., 2002). Die Untersuchung der DNA-Integrität könnte ein grundlegender Schritt bei der Bewertung der funktionellen Kompetenz der Spermien sein (Lewis et al., 2008). Daher könnte die Analyse der Spermien-DNA-Schädigung sowohl für die Diagnose der Infertilität als auch für die Vorhersage des ART-Erfolgs von entscheidender Bedeutung sein. Im Rahmen der IVF spielt diese Bewertung eine besondere Rolle, da die natürlichen Selektionsbarrieren der Konzeption umgangen werden, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Spermien mit signifikanten DNA-Schäden die genetischen Aberrationen auf das Neugeborene übertragen (Host et al., 2000). Daher haben mehrere Studien die prädiktive Rolle der Spermien-DNA-Schädigung entweder für das ART-Ergebnis oder die Spermienauswahl bewertet.
Spermien-DNA-Schäden können aus fünf verschiedenen pathogenen Mechanismen resultieren (Perrin et al., 2011; Sakkas und Alvarez, 2010).
DFI (DNA-Fragmentierungsindex):
Der DNA-Fragmentierungsindex (%DFI) ist das Maß für die Spermien-DNA-Fragmentierung und ein Indikator für die Spermienqualität.
HDS (High DNA Stainability Cells): Prozentsatz der Spermien mit anormalen Kernproteinen und Chromatinstrukturen (unreife Spermatozoen)
Der SCSA®-Test wird mit einem laserbasierten Gerät namens Durchflusszytometer durchgeführt, das 250 Spermien/Sekunde misst. Das Testergebnis basiert auf der Messung von rund 10.000 Spermien.
Die Qualität der Spermatozoen wird mit genannten Parametern (DFI und HDS) bewertet und kann den weiteren Verlauf der Kinderwunschbehandlung beeinflussen. Je nach Ausgang des Tests können spezielle Behandlungsoptionen angestrebt werden, um die Schwangerschaftsraten zu erhöhen.
SCREENING-TEST : Besonders für Paare mit langersehnten Kinderwunsch geeignet
ERFOLGLOSE IUI/IVF/ICSI-VERSUCHE
WIEDERHOLTE FEHLGEBURTEN
SCHLECHTE EMBRYONENENTWICKLUNG UND –QUALITÄT
UNERKLÄRTE UNFRUCHTBARKEIT: Paare mit Kinderwunsch und unauffälligen diagnostischen Tests
MÄNNER, DIE ZU HOHEN OXIDATIVEN STRESS NEIGEN:
LEBENSSTIL: Rauchen, Drogenkonsum, erhöhter Alkoholkonsum, Übergewicht, Stress
UNAUSGEWOGENE ERNÄHRUNG: Eine detaillierte Analyse und entsprechende Veränderung der Ernährung kann eine drastische Verbesserung der Spermien-DNA-Fragmentierung bewirken
HITZEBELASTUNG: z. B. durch Whirlpools, Arbeiten mit Laptop auf dem Schoß, Fieber etc.
BERUFLICHE EXPOSITIONEN:Chemikalien, Pestizide, Düngemittel, Farbstoffe etc.
DIABETES: Ein unabhängiger Risikofaktor für eine erhöhte Spermien-DNA-Fragmentierung
MEDIKAMENTE: Selbst unbedenkliche Medikamente können eine Spermien-DNA-Fragmentierung verursachen
UMWELTGIFTE / Luftverschmutzung
VARIKOZELE: Sobald die Diagnose entweder durch eine Untersuchung oder Ultraschall gestellt wurde, kann der SCSA-Test die Entscheidung für oder gegen eine Operation erleichtern.
KREBS UND KREBSBEHANDLUNGEN Chemotherapie und Strahlentherapie
CHRONISCHE ERKRANKUNGEN: Verursachen häufig erhöhten oxidativen Stress, der zu DNA-Schäden führt
ANDROLOGISCHE ERKRANKUNGEN / Infektionen des Urogenitaltraktes und Leukozytospermie: Lokale Infektionen/ Entzündungen verursachen einen direkten Schaden an der Spermien-DNA.
ALTER >40 JAHRE: Studien belegen, dass, je älter der Mann ist, desto höher ist die DNA-Fragmentierung
GLEITGEL: verursacht einen direkten Schaden an der Spermien-DNA
Der SCSA®-Test wird mit einem laserbasierten Gerät namens Durchflusszytometer durchgeführt. Im Wesentlichen misst das Durchflusszytometer 250 Spermien/s mit hoher Präzision und liefert ein statistisch robustes Ergebnis basierend auf Daten von 2x 5000 Spermien pro Probe. Die Präzision der Durchflusszytometrie in Verbindung mit der präzisen Biochemie des SCSA-Tests ermöglicht hochgenaue Messungen des Spermienchromatins und der DNA-Integrität.
Die Zellen werden mit einem fluoreszierenden DNA-Farbstoff (Acridinorange) angefärbt und in einer flüssigen Suspension durch einen Glaskanal gepresst. Wenn die Zellen den Laserstrahl passieren, bewirkt das Laserlicht, dass der Farbstoff fluoreszierendes Licht einer bestimmten Farbe emittiert.
Im SCSA®-Test weisen Spermien, die grün fluoreszieren, aufgrund der einzigartigen Natur des Acridinorange-Farbstoffs, nicht nachweisbare Mengen an fragmentierter DNA auf, während Spermien, die gelb bis rot fluoreszieren, mäßige bis hohe Mengen an fragmentierter DNA aufweisen.
Die männliche Fertilität wird klassischerweise mithilfe von Spermientests (Spermiogrammen) untersucht, die Spermienkonzentration, -beweglichkeit und -morphologie erfassen. Zahlreiche Studien aus dem letzten halben Jahrhundert zeigen jedoch deutlich, dass diese Parameter keine Schwangerschaft vorhersagen, da fertile und infertile Männer überlappende Werte aufweisen (mit Ausnahme der Azoospermie). Die klassischen Spermiogramme sind lichtmikroskopische Messungen externer Spermienfaktoren, während der SCSA-Test die internen Kernfaktoren misst, die nicht mithilfe des Lichtmikroskops messbar sind.
Der SCSA-Test ist ein hochpräziser Test, der ein Durchflusszytometer erfordert, das aufgrund hoher Kapitalkosten und eines ausgebildeten Mitarbeiters für die meisten Fertilitätskliniken nicht zugänglich ist. Daher können Samenproben, die bei Ihnen oder bei einem Patienten zu Hause gewonnen wurden, nativ kryokonserviert werden.
Sie können uns per E-Mail über einen gewünschten Transport informieren. Anschließend senden wir Ihnen einen vorgekühlten Dryshipper; die Samenproben werden eingelagert und an unser Labor zurückgeschickt.
Der SCSA-Befund wird ca. 4 Werktage nach Ankunft der Probe in unserem Labor über eine sichere WEB-Site für Sie zugänglich sein.
Gewinnung und Bearbeitung der Proben:
Die Gewinnung sollte nach 24-48-stündiger Abstinenz durch Selbstbefriedigung in sterile Probengefäße aus Kunststoff erfolgen. Nach Liquifizierung (Verflüssigung) der Probe erfolgt eine Bestimmung der Spermienkonzentration, -motilität und –morphologie. Notieren Sie die Parameter auf dem Begleitschein.
Die Konzentration der Spermien darf 500.000/ml nicht unterschreiten. Anderenfalls kann es zu nicht eindeutigen Ergebnissen kommen.
Die Kryokonservierung sollte max. 1 Stunde nach Abgabe erfolgen, da es nach längerer Wartezeit zu einer Verfälschung des DFI kommen kann.
Kryokonservierung der Proben:
Die Proben sollten so schnell wie möglich nach der Verflüssigung eingefroren werden, um den Kontakt mit Luft zu minimieren, der durch reaktive Sauerstoffspezies verursachte Schäden bewirken kann.
Bereiten Sie 2 Kryovials (1- 2ml Vials) vor: Beschriftung mit Namen des Patienten und Datum der Probengewinnung.
Flash-freezing:
Pipettieren Sie jeweils 0,25 ml oder mehr des verflüssigten nativen Ejakulates in die Kryovials.
Kryoprotektiva ist nicht erforderlich!
Die fest verschlossenen Vials stellen Sie in aufrechter Position in den mitgelieferten Metallhalter und geben diesen direkt in den vorgekühlten Kryobehälter. Der Behälter ist zügig zu verschließen.
Der Dryshipper wird mit dem mitgelieferten Kabelbinder verschlossen und in den Kunststoffbehälter gestellt, an dem der Versandschein gut sichtbar angebracht wird.
Hinweis: Wenn die Spermienkonzentration ausreichend ist, können weniger als 0,5 ml (zwei 0,25-ml-Aliquots) Ejakulat für den SCSA®-Test ausreichend sein. Zur Durchführung des Tests benötigen wir zwei 0,20-ml-Aliquots mit einer Konzentration von >0,5 Millionen/ml.
Bitte wenden Sie sich an unser Labor, wenn Sie Fragen zum erforderlichen Volumen einer Probe einer bestimmten Konzentration haben.
Versand der Proben:
Wir versenden einen vorgekühlten Dryshipper. Dryshipper speichern den Flüssigstickstoff in einer Art “Schwamm” im Inneren des Behälters und sorgen so für den sicheren Transport Ihrer kryokonservierten Proben in der Gasphase des Stickstoffs. Die niedrige Temperatur im Behälter kann 7 Tage aufrechterhalten werden. Daher ist es wichtig, ihn so schnell wie möglich mit dem mitgelieferten Versandetikett zurückzusenden.
Im Zwischenraum zwischen dem Dryshipper und der Versandbox befindet sich ein Umschlag mit einem Kabelbinder und einem Ampullenhalter. Außerdem enthält er einen Versandschein und eine entsprechende Hülle, die für den Rückversand am Behälter angebracht werden müssen.
Das Innere des Dryshippers ist sehr kalt (-196°C). Um Erfrierungen zu vermeiden, müssen Sie Handschuhe tragen, wenn Sie etwas berühren, das sich im Dryshipper befindet.
Der SCSA-Test teilt die Spermatozoen in fünf Populationen ein:
Prozentsatz der Spermien mit unreifem Chromatin. HDS-Spermien weisen weniger Chromatinkondensation auf, was zu einer erhöhten DNA-Färbbarkeit führt. Einige Studien haben gezeigt, dass bei einem %HDS von über 36 % keine Schwangerschaften aufgetreten sind (Menezo).
Die DFI-Werte werden in vier statistische Kategorien eingeteilt und können folgende Prognosen abgeben:
< 15 % DFI = sehr gute bis gute Schwangerschaftsergebnisse
> 15 % bis < 25 % DFI = Gute bis moderate Schwangerschaftsergebnisse
> 25 % bis < 40 % DFI = Moderate bis schlechte Schwangerschaftsergebnisse
40 % DFI = Sehr schlechte Schwangerschaftsergebnisse
Alle Daten sind ohne maternale Einflussfaktoren zu verstehen.
Weiterhin zeigt der Befund eine grafische Darstellung des %DFI (DNA Fragmentation Index) und des %HDS (High DNA Stainability)
Die Grafik zeigt, dass 76 % der gemessenen Spermien keine DNA-Fragmentierung und 24 % eine moderate- hohe DNA-Fragmentierung aufweisen (DFI = 24 %). Eine Schwangerschaft auf natürlichem Wege oder mit Hilfe einer IUI ist möglich.
Aktuelle Daten zeigen, dass die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Schwangerschaft deutlich geringer ist, wenn der Anteil an Spermien mit fragmentierter DNA > 25 % beträgt. Dennoch schließt ein DFI > 25 % eine Schwangerschaft nicht aus. Die 25 %-Schwelle ist eine statistische Schwelle. Hat ein Mann einen konstanten DFI von >25 %, wird er in eine statistische Gruppe eingeordnet, bei denen in klinischen Studien gezeigt wurde, dass sie eine längere Zeit für eine natürliche Schwangerschaft und mehr IVF-Zyklen benötigen. Eine erhöhte Rate an spontanen Aborten wird damit assoziiert oder es kommt erst gar nicht zu einer Schwangerschaft.
Bewertung der Spermien-DNA-Qualität
Da DFI und HDS im normalen Bereich liegen ist eine Schwangerschaft auf natürlichem Wege oder mithilfe einer Insemination möglich (ohne Berücksichtigung von Faktoren seitens der Partnerin, die die Fertilität beeinflussen)
D.h. die DNA der Spermien weist eine hohe Stabilität auf
Der DFI ist stark erhöht. D.h. die Spermien-DNA ist sehr brüchig und neigt zu DNA-Fragmentierungen.
Eine Stabilisierung der DNA kann durch Folgendes erreicht werden:
Evtl. ist Wechsel von IUI zu IVF/ICSI notwendig, um die Chancen auf einen positiven Schwangerschaftsausgang zu erhöhen
Das Histogramm zeigt den in einer Samenprobe gemessenen DFI (DNA- Fragmentationsindex).
Die DFI-Werte werden in vier statistische Kategorien eingeteilt und können folgende Prognosen abgeben (ohne Berücksichtigung von Faktoren seitens der Partnerin, die die Fertilität beeinflussen):
< 15% DFI = Sehr gute bis gute Schwangerschaftsergebnisse
> 15% to < 25% DFI = Gute bis moderate Schwangerschaftsergebnisse
> > 25 % bis < 40 % DFI = Moderate bis schlechte Schwangerschaftsergebnisse
> 40% DFI = Sehr schlechter Schwangerschaftsverlauf
Liegt der %DFI über 25%, empfiehlt die aktuelle Literatur:
Es wird angenommen, dass die Eizelle in der Lage ist, ein gewisses Maß an DNA-Schäden zu reparieren.
Moderate bis hohe DNA-Fragmentierungsgrade (DFI), die in den rot fluoreszierenden Spermien gefunden werden, übersteigen wahrscheinlich die DNA-Reparaturkapazität des Eies.
Marcos Mesequer et al. fanden heraus, dass nach der Entnahme von Eizellen jede Erhöhung des DFI um 10% die Wahrscheinlichkeit, dass keine Schwangerschaft eintritt, um das 1,31-fache zunahm. Im Vergleich dazu wurde dieser Effekt nicht bei Verwendung von Spenderoozyten beobachtet, was auf die höhere Reparaturkapazität bzgl. DNA-Fragmentierungen junger Oozyten hindeutet.
Bei einem hohen %DFI empfehlen wir:
Falls es einen Risikofaktor gibt, wird 3 Monate nach Entfernung/Korrektur des Risikofaktors eine Wiederholung des SCSA-Tests empfohlen, um die Auswirkungen zu bewerten.
Beispiele:
Verzicht auf Nikotin (84 Tage später):
Varikozele-Operation (3 Monate später):
Einstellung der Pestizid-Exposition (3 Monate später):
Die Kosten für den Test betragen 295€. Er wird derzeit nicht von der Versicherung übernommen.
Der Versand Ihrer Proben in unser Labor ist kostenlos.
Bei DFI-Werten >30% bieten wir Ihnen einen zweiten kostenlosen Kontroll-Test an, der regulär 3 Monate nach dem ersten Test stattfinden sollte.
Fragmentation of sperm DNA is one of the most important paternal causes of repeated reproductive failure. About 20-30% of men who attend a fertility clinic have a level of sperm DNA fragmentation that can lead to pregnancy failure.
Spano et al. 2000 The dashed line shows the clinical threshold for sperm DNA fragmentation and pregnancy chances
Some authors have published that semen samples containing more than 27-30% sperm with DNA fragmentations (DNA Fragmentation Index, %DFI) are 7-10 times less likely to get pregnant through intercourse or IUI, and one around 1.5 -2.0 times lower chance through IVF/ICSI
Giwercman A et al. (2009 in press, Int. J. Androl) included 137 men from couples with proven infertility with no known maternal factors and 137 men with proven fertility
In men with normal semen parameters (sperm concentration, motility and morphology), the risk of infertility was increased 5-fold with DFI values above 20%.
However, if any of the semen parameters were abnormal, the risk of infertility was increased 16-fold even with DFI values above 10%
The authors concluded that “DFI is a predictor of the likelihood of natural conception, even when classic semen parameters are within the normal range. The SCSA analysis complements treatment planning for couples with proven infertility.”
Sperm DNA integrity is continuously challenged by endogenous and exogenous factors, although different mechanisms of repairing and protecting against this damage are active in human cells (Hoeijmakers, 2009). This is particularly relevant in germ cells, which have to preserve DNA integrity to pass the genome to the next generation. In these cells, DNA double-strand breaks are physiologically induced during spermatogenesis and spermiogenesis to facilitate meiotic crossover and histone– protamine substitution, respectively (Rathke et al., 2014). Apart from this first ‘physiological’ DNA damage, other exogenous and endogenous factors could affect DNA integrity during sperm maturation and storage in the epididymis (Moustafa et al., 2004; Ramos et al., 2004; Sakkas et al., 2002). Thus, DNA integrity is constantly at risk and its assessment could be a fundamental step in the evaluation of sperm functional competence (Lewis et al., 2008). Hence, sperm DNA damage evaluation could be crucial for both infertility diagnosis and prediction of ART success. In the setting of IVF this evaluation plays a peculiar role because the natural selection barriers of conception are bypassed, increasing the possibility of spermatozoa with significant DNA damage transmitting the genetic aberrations to the newborn (Host et al., 2000). Thus, several trials have evaluated the predictive role of sperm DNA damage for either ART outcome or sperm selection.
DFI (DNA Fragmentation Index) :
Percentage of sperm with DNA fragmentation
HDS (High DNA Stainability Cells): Percentage of sperm with abnormal core proteins and chromatin structures (immature sperm)
The SCSA® test is performed using a laser-based device called a flow-cytometer which measures 250 sperm/second. The test result is based on the measurment of around 10,000 sperm.
LIFESTYLE: smoking, drug use, increased alcohol consumption, obesity, stress
NUTRITION: Although commonly overlooked, we have often seen drastic improvement in sperm DNA fragmentation after a detailed analysis and correction of daily nutrition.
HEAT EXPOSURE: e.g. from whirlpool baths, working with a laptop on the lap, fever, etc.
OCCUPATIONAL EXPOSURES: chemicals, pesticides, fertilizers, dyes, etc.
DIABETES: An independent risk factor for increased sperm DNA fragmentation
MEDICATION: Even the most unassuming medications have sometimes seen to cause sperm DNA fragmentation
ENVIRONMENTAL TOXINS /air pollution: Although it may appear general, a keen look into exposure should be ruled out.
VARICOCELE: Once diagnosed either by examination or ultrasound, SCSA test can help in the decision if surgery will help.
CANCER AND CANCER TREATMENTS (chemotherapy and radiotherapy) : causes direct damage to the DNA of cells.
CHRONIC DISEASES: often cause increased oxidative stress leading to increased DNA damage
ANDROLOGICAL DISEASES / Infections of the urogenital tract and leukocytospermia: Local infection / inflammation causes direct damage to the DNA in sperm through release of ROS (Reactive Oxygen Species).
AGE >40 YEARS: It has been extensively studied that the older the man, the higher the DNA fragmentation
LUBRICANTS: cause direct damage to the sperm DNA
Sperm DNA damage can result from five different pathogenic mechanisms (Perrin et al., 2011; Sakkas and Alvarez, 2010).
The SCSA® test is performed using a laser-based device called a flow cytometer. Essentially, the flow cytometer measures 250 sperm/s with high precision, providing a statistically robust result based on data from 2x 5000 sperm per sample. The precision of flow cytometry coupled with the precise biochemistry of the SCSA test provides highly accurate measurements of sperm chromatin and DNA integrity.
The cells are stained with a fluorescent DNA stain (acridine orange) and then forced through a glass channel in a liquid suspension. When the cells pass the laser beam, the laser light causes the dye to emit fluorescent light of a specific color.
In the SCSA® test, due to the unique nature of the Acridine Orange dye, sperm that emit green fluorescence have undetectable levels of fragmented DNA, while sperm that emit yellow to red florescence have moderate to high levels of fragmented DNA.
The SCSA test is a two-fold simultaneous flow cytometry measure of
in thousands of sperm in a fresh or frozen/thawed semen sample.
The extent of DNA strand breaks and abnormality of chromatin structure are related to male factor fertility, including time to couple pregnancy, IVF embryo quality, miscarriage, or infertility.
Male fertility is classically addressed by semen tests that include sperm density, motility and morphology. However, numerous studies over the past half century clearly show that, except for absence of sperm, these parameters do not predict pregnancy since fertile and infertile men have overlapping values. The classical semen tests are light microscope measures of external sperm factors while the SCSA test are measures of the internal nuclear factors not visible by light
microscopy.
The SCSA test is a high precision test that requires a flow cytometer which due to the need of a high capital expense and a trained technician is not amenable to most infertility clinics. Thus, semen samples collected, as per detailed instructions, in a clinic or in a patients’ home, can be flash frozen in a LN 2 dry shipper tank.(See support protocol 1).
Clinics can then send us an email informing us. A pre-cooled LN 2 shipper is then sent to the clinic and the semen samples are flash frozen and the LN 2 shipper then returned to a SCSA diagnostic testing lab.
Some clinics send frozen semen samples in well insulated dry ice containers.
SCSA clinical data are then sent via a secure WEB site to the physician or patient that ordered the test.
There are five main populations of sperm identified by the SCSA® test:
the percentage of sperm with immature chromatin. HDS sperm exhibit less chromatin condensation, resulting in increased DNA stainability. Some studies have shown that if the %HDS is above 36%, no pregnancies have occurred (Menezo)
Our SCSA clinical report lists four statistical categories of fertility potential. These were derived from a comprehensive study of male fertility potential without medical intervention and have been confirmed in additional studies.
< 15% DFI = Excellent to good pregnancy outcomes (excluding female infertility factors)
> 15% to < 25% DFI = good to fair pregnancy outcomes
> 25% to < 40% DFI = fair to poor pregnancy outcomes
> 40% DFI = Very poor pregnancy outcomes
Furthermore, the finding shows a graphical representation of the %DFI (DNA Fragmentation Index) and the %HDS (high DNA stainability)
The graph shows that 76% of the measured sperm shows no DNA fragmentation and 24% shows medium-high DNA fragmentation (DFI= 24%). Pregnancy naturally or with the help of an IUI is possible.
Current data shows that the probability of a successful pregnancy is significantly lower when the proportion of sperm with fragmented DNA is > 25%. Nevertheless, a DFI > 25% does not rule out a normal pregnancy. The 25% threshold is a statistical threshold. Therefore, if a man has a constant DFI >25%, he will be placed in a statistical group of men who have been shown in clinical trials to take longer to achieve natural pregnancy and more IVF cycles. An increased rate of spontaneous abortions is associated with this or pregnancy does not occur at all.
The ovum is believed to be able to repair a certain amount of DNA damage.
Moderate to high levels of DNA fragmentation (DFI) found in the red fluorescent sperm likely exceed the egg’s DNA repair capacity.
Marcos Meseguer et al found that when oocytes from patients were taken, for every 10% increase in DFI, there was a 1.31 times increase in probability of not achieving pregnancy. Whereas, the same was not seen when donor oocytes were employed suggesting the higher capability of young oocytes to repair sperm DNA damage.
REPEATED IUI / IVF / ICSI FAILURE : The reason behind the unsuccessful attempts at IUI/IVF/ICSI can be identified and managed
REPEATED MISCARRAGE : An explanation for repeated spontaneous abortions (RPL, repeated miscarriage) could be found and guided
POOR EMBRYO DEVELOPMENT AND QUALITY : The reason behind poor embryo quality could be the fragmented sperm DNA which could be corrected before the next treatment
MEN AT RISK FOR HIGHER OXIDATIVE STRESS:INITIAL SCREENING TEST : Especially for couples who have been attempting pregnancy for a long time to identify the best management strategy
UNEXPLAINED INFERTILITY : Couples desiring children with all normal diagnostic tests
In cases of high DFI, we suggest:
When a risk factor is identified, after avoidance / correction of the risk factor a repeat SCSA test after 3 months is advised.
Yes. We offer a SCSA test at half the cost for controlling the effect of avoidance / correction of a risk factor.
Please find a few examples below:
After quitting smoking for 84 days
3 months after varicocele correction surgery :
3 months after stopping pesticide exposure:
After 24-48 hours of abstinence, the samples should be taken by masturbation into sterile plastic sample containers. After liquefaction of the sample, the sperm concentration, motility and morphology are determined.
Cryopreservation should take place no more than 1 hour after delivery, since the DFI can be falsely raised after a longer waiting period.
Flash-freezing: Freeze 0.25mL or more of liquefied native ejaculate in 1-2mL cryovials. Cryoprotectants is not required! (Please freeze 2 cryovials per patient)
Samples should be frozen as soon as possible after liquefaction to minimize exposure to air, which can cause damage caused by reactive oxygen species.Cryovials should be tightly capped, labeled with two identifiers (e.g. name and date of birth) and placed in an upright position directly into the pre-chilled cryo-container. The container must be closed quickly.
Note: Cryoprotectants are not needed since quick-frozen sperm give the clearest SCSA® data. This feature is unique to mammalian sperm cells due to the highly condensed, crystalline nature of the nuclei.
Note: If the sperm concentration is adequate, less than 0.5 mL (two 0.25 mL aliquots) of semen may be sufficient for the SCSA® test. To perform the test, we require two 0.20 mL aliquots with a concentration of >0.5 million/ml. Please contact our laboratory if you have questions pertaining to the volume necessary for a sample of a certain concentration.
We ship a pre-chilled dry shipper. Dry shippers store the liquid nitrogen in porous material and thus ensure the safe transport of your cryopreserved samples in the nitrogen gas phase.
The low temperature in the container can be maintained for 7 days. It is therefore important to send it back as soon as possible using the mailed/supplied shipping label.
Note: liquid nitrogen is adsorbed by special materials inside the shipping container. Even if they are turned upside down during transport, no liquid nitrogen will leak out. Dry shippers are not considered dangerous.
After receiving the sample(s) in our laboratory, we need 4 working days to create a report, which we will send to you.
The cost of the test is 295 Euro.
* Samples are shipped in a pre-cooled shipper that we can provide either at ambient or pre-chilled temperatures. The pre-cooled shipper will be sent to the centre where you have provided your sample for the centre to ship it to us.
The test at present is not covered by the insurance.
Please write us an email to contact@scsalab.com and after contacting you, we will send toy a dry shipper for the patient sample to be sent to us.
Fragmentation of sperm DNA is one of the most important paternal causes of repeated reproductive failure. About 20-30% of men who attend a fertility clinic have a level of sperm DNA fragmentation that can lead to pregnancy failure.
Spano et al. 2000 The dashed line shows the clinical threshold for sperm DNA fragmentation and pregnancy chances
Some authors have published that semen samples containing more than 27-30% sperm with DNA fragmentations (DNA Fragmentation Index, %DFI) are 7-10 times less likely to get pregnant through intercourse or IUI, and one around 1.5 -2.0 times lower chance through IVF/ICSI
Giwercman A et al. (2009 in press, Int. J. Androl) included 137 men from couples with proven infertility with no known maternal factors and 137 men with proven fertility
In men with normal semen parameters (sperm concentration, motility and morphology), the risk of infertility was increased 5-fold with DFI values above 20%.
However, if any of the semen parameters were abnormal, the risk of infertility was increased 16-fold even with DFI values above 10%
The authors concluded that “DFI is a predictor of the likelihood of natural conception, even when classic semen parameters are within the normal range. The SCSA analysis complements treatment planning for couples with proven infertility.”
Sperm DNA integrity is continuously challenged by endogenous and exogenous factors, although different mechanisms of repairing and protecting against this damage are active in human cells (Hoeijmakers, 2009). This is particularly relevant in germ cells, which have to preserve DNA integrity to pass the genome to the next generation. In these cells, DNA double-strand breaks are physiologically induced during spermatogenesis and spermiogenesis to facilitate meiotic crossover and histone– protamine substitution, respectively (Rathke et al., 2014). Apart from this first ‘physiological’ DNA damage, other exogenous and endogenous factors could affect DNA integrity during sperm maturation and storage in the epididymis (Moustafa et al., 2004; Ramos et al., 2004; Sakkas et al., 2002). Thus, DNA integrity is constantly at risk and its assessment could be a fundamental step in the evaluation of sperm functional competence (Lewis et al., 2008). Hence, sperm DNA damage evaluation could be crucial for both infertility diagnosis and prediction of ART success. In the setting of IVF this evaluation plays a peculiar role because the natural selection barriers of conception are bypassed, increasing the possibility of spermatozoa with significant DNA damage transmitting the genetic aberrations to the newborn (Host et al., 2000). Thus, several trials have evaluated the predictive role of sperm DNA damage for either ART outcome or sperm selection.
DFI (DNA Fragmentation Index) :
Percentage of sperm with DNA fragmentation
HDS (High DNA Stainability Cells): Percentage of sperm with abnormal core proteins and chromatin structures (immature sperm)
The SCSA® test is performed using a laser-based device called a flow-cytometer which measures 250 sperm/second. The test result is based on the measurment of around 10,000 sperm.
LIFESTYLE: smoking, drug use, increased alcohol consumption, obesity, stress
NUTRITION: Although commonly overlooked, we have often seen drastic improvement in sperm DNA fragmentation after a detailed analysis and correction of daily nutrition.
HEAT EXPOSURE: e.g. from whirlpool baths, working with a laptop on the lap, fever, etc.
OCCUPATIONAL EXPOSURES: chemicals, pesticides, fertilizers, dyes, etc.
DIABETES: An independent risk factor for increased sperm DNA fragmentation
MEDICATION: Even the most unassuming medications have sometimes seen to cause sperm DNA fragmentation
ENVIRONMENTAL TOXINS /air pollution: Although it may appear general, a keen look into exposure should be ruled out.
VARICOCELE: Once diagnosed either by examination or ultrasound, SCSA test can help in the decision if surgery will help.
CANCER AND CANCER TREATMENTS (chemotherapy and radiotherapy) : causes direct damage to the DNA of cells.
CHRONIC DISEASES: often cause increased oxidative stress leading to increased DNA damage
ANDROLOGICAL DISEASES / Infections of the urogenital tract and leukocytospermia: Local infection / inflammation causes direct damage to the DNA in sperm through release of ROS (Reactive Oxygen Species).
AGE >40 YEARS: It has been extensively studied that the older the man, the higher the DNA fragmentation
LUBRICANTS: cause direct damage to the sperm DNA
Sperm DNA damage can result from five different pathogenic mechanisms (Perrin et al., 2011; Sakkas and Alvarez, 2010).
The SCSA® test is performed using a laser-based device called a flow cytometer. Essentially, the flow cytometer measures 250 sperm/s with high precision, providing a statistically robust result based on data from 2x 5000 sperm per sample. The precision of flow cytometry coupled with the precise biochemistry of the SCSA test provides highly accurate measurements of sperm chromatin and DNA integrity.
The cells are stained with a fluorescent DNA stain (acridine orange) and then forced through a glass channel in a liquid suspension. When the cells pass the laser beam, the laser light causes the dye to emit fluorescent light of a specific color.
In the SCSA® test, due to the unique nature of the Acridine Orange dye, sperm that emit green fluorescence have undetectable levels of fragmented DNA, while sperm that emit yellow to red florescence have moderate to high levels of fragmented DNA.
The SCSA test is a two-fold simultaneous flow cytometry measure of
in thousands of sperm in a fresh or frozen/thawed semen sample.
The extent of DNA strand breaks and abnormality of chromatin structure are related to male factor fertility, including time to couple pregnancy, IVF embryo quality, miscarriage, or infertility.
Male fertility is classically addressed by semen tests that include sperm density, motility and morphology. However, numerous studies over the past half century clearly show that, except for absence of sperm, these parameters do not predict pregnancy since fertile and infertile men have overlapping values. The classical semen tests are light microscope measures of external sperm factors while the SCSA test are measures of the internal nuclear factors not visible by light
microscopy.
The SCSA test is a high precision test that requires a flow cytometer which due to the need of a high capital expense and a trained technician is not amenable to most infertility clinics. Thus, semen samples collected, as per detailed instructions, in a clinic or in a patients’ home, can be flash frozen in a LN 2 dry shipper tank.(See support protocol 1).
Clinics can then send us an email informing us. A pre-cooled LN 2 shipper is then sent to the clinic and the semen samples are flash frozen and the LN 2 shipper then returned to a SCSA diagnostic testing lab.
Some clinics send frozen semen samples in well insulated dry ice containers.
SCSA clinical data are then sent via a secure WEB site to the physician or patient that ordered the test.
There are five main populations of sperm identified by the SCSA® test:
the percentage of sperm with immature chromatin. HDS sperm exhibit less chromatin condensation, resulting in increased DNA stainability. Some studies have shown that if the %HDS is above 36%, no pregnancies have occurred (Menezo)
Our SCSA clinical report lists four statistical categories of fertility potential. These were derived from a comprehensive study of male fertility potential without medical intervention and have been confirmed in additional studies.
< 15% DFI = Excellent to good pregnancy outcomes (excluding female infertility factors)
> 15% to < 25% DFI = good to fair pregnancy outcomes
> 25% to < 40% DFI = fair to poor pregnancy outcomes
> 40% DFI = Very poor pregnancy outcomes
Furthermore, the finding shows a graphical representation of the %DFI (DNA Fragmentation Index) and the %HDS (high DNA stainability)
The graph shows that 76% of the measured sperm shows no DNA fragmentation and 24% shows medium-high DNA fragmentation (DFI= 24%). Pregnancy naturally or with the help of an IUI is possible.
Current data shows that the probability of a successful pregnancy is significantly lower when the proportion of sperm with fragmented DNA is > 25%. Nevertheless, a DFI > 25% does not rule out a normal pregnancy. The 25% threshold is a statistical threshold. Therefore, if a man has a constant DFI >25%, he will be placed in a statistical group of men who have been shown in clinical trials to take longer to achieve natural pregnancy and more IVF cycles. An increased rate of spontaneous abortions is associated with this or pregnancy does not occur at all.
The ovum is believed to be able to repair a certain amount of DNA damage.
Moderate to high levels of DNA fragmentation (DFI) found in the red fluorescent sperm likely exceed the egg’s DNA repair capacity.
Marcos Meseguer et al found that when oocytes from patients were taken, for every 10% increase in DFI, there was a 1.31 times increase in probability of not achieving pregnancy. Whereas, the same was not seen when donor oocytes were employed suggesting the higher capability of young oocytes to repair sperm DNA damage.
REPEATED IUI / IVF / ICSI FAILURE : The reason behind the unsuccessful attempts at IUI/IVF/ICSI can be identified and managed
REPEATED MISCARRAGE : An explanation for repeated spontaneous abortions (RPL, repeated miscarriage) could be found and guided
POOR EMBRYO DEVELOPMENT AND QUALITY : The reason behind poor embryo quality could be the fragmented sperm DNA which could be corrected before the next treatment
MEN AT RISK FOR HIGHER OXIDATIVE STRESS:INITIAL SCREENING TEST : Especially for couples who have been attempting pregnancy for a long time to identify the best management strategy
UNEXPLAINED INFERTILITY : Couples desiring children with all normal diagnostic tests
In cases of high DFI, we suggest:
When a risk factor is identified, after avoidance / correction of the risk factor a repeat SCSA test after 3 months is advised.
Yes. We offer a SCSA test at half the cost for controlling the effect of avoidance / correction of a risk factor.
Please find a few examples below:
After quitting smoking for 84 days
3 months after varicocele correction surgery :
3 months after stopping pesticide exposure:
After 24-48 hours of abstinence, the samples should be taken by masturbation into sterile plastic sample containers. After liquefaction of the sample, the sperm concentration, motility and morphology are determined.
Cryopreservation should take place no more than 1 hour after delivery, since the DFI can be falsely raised after a longer waiting period.
Flash-freezing: Freeze 0.25mL or more of liquefied native ejaculate in 1-2mL cryovials. Cryoprotectants is not required! (Please freeze 2 cryovials per patient)
Samples should be frozen as soon as possible after liquefaction to minimize exposure to air, which can cause damage caused by reactive oxygen species.Cryovials should be tightly capped, labeled with two identifiers (e.g. name and date of birth) and placed in an upright position directly into the pre-chilled cryo-container. The container must be closed quickly.
Note: Cryoprotectants are not needed since quick-frozen sperm give the clearest SCSA® data. This feature is unique to mammalian sperm cells due to the highly condensed, crystalline nature of the nuclei.
Note: If the sperm concentration is adequate, less than 0.5 mL (two 0.25 mL aliquots) of semen may be sufficient for the SCSA® test. To perform the test, we require two 0.20 mL aliquots with a concentration of >0.5 million/ml. Please contact our laboratory if you have questions pertaining to the volume necessary for a sample of a certain concentration.
We ship a pre-chilled dry shipper. Dry shippers store the liquid nitrogen in porous material and thus ensure the safe transport of your cryopreserved samples in the nitrogen gas phase.
The low temperature in the container can be maintained for 7 days. It is therefore important to send it back as soon as possible using the mailed/supplied shipping label.
Note: liquid nitrogen is adsorbed by special materials inside the shipping container. Even if they are turned upside down during transport, no liquid nitrogen will leak out. Dry shippers are not considered dangerous.
After receiving the sample(s) in our laboratory, we need 4 working days to create a report, which we will send to you.
The cost of the test is 295 Euro.
* Samples are shipped in a pre-cooled shipper that we can provide either at ambient or pre-chilled temperatures. The pre-cooled shipper will be sent to the centre where you have provided your sample for the centre to ship it to us.
The test at present is not covered by the insurance.
Please write us an email to contact@scsalab.com and after contacting you, we will send toy a dry shipper for the patient sample to be sent to us.