DNA-Fragmentierung

Vor allem wenn die Ursache unklar ist, stellt ein unerfüllter Kinderwunsch oft eine große emotionale Belastung dar. Während die Untersuchung der Frau meist ausführlich erfolgt, beschränkt sich die Fruchtbarkeitsanalyse beim Mann häufig auf ein Spermiogramm. Das reicht jedoch oft nicht aus, um die Zeugungsfähigkeit sicher einzuschätzen.
Ein bekannter, aber selten durchgeführter Test prüft die DNA-Fragmentierung der Spermien. Selbst wenn Spermien normal aussehen, kann ihr Erbgut beschädigt sein – was sich negativ auf Befruchtung, Embryoentwicklung und Schwangerschaft auswirken kann.

Was bedeutet DNA-Fragmentierung?

Die DNA der Spermien enthält den genetischen Bauplan des Mannes. Eine Schädigung dieser DNA nennt man Fragmentierung. Das bedeutet, dass die Samenzellen Brüche oder strukturelle Defekte im Erbgut aufweisen. Solche Schäden entstehen meist durch oxidativen Stress – ein Ungleichgewicht zwischen schädlichen freien Radikalen und schützenden körpereigenen Mechanismen.
Spermien mit geschädigter DNA erscheinen unter dem Mikroskop oft ganz normal. Ein Mann kann also ein unauffälliges Spermiogramm haben, aber dennoch eingeschränkt fruchtbar sein. Besonders wenn trotz guter Befunde keine Schwangerschaft eintritt oder wiederholte Fehlgeburten vorkommen, lohnt sich ein genauer Blick auf die DNA-Qualität.

Warum ist die DNA-Integrität so wichtig für die Fruchtbarkeit?

Wie funktioniert ein DNA-Fragmentierungstest?

Für die Untersuchung der DNA-Integrität stehen verschiedene labordiagnostische Verfahren zur Verfügung. Diese Methoden erfassen, wie stark das Erbgut der Samenzellen fragmentiert ist – also ob Brüche in der DNA-Struktur vorliegen, die die Embryonalentwicklung negativ beeinflussen könnten.

Die gängigsten Verfahren sind:

1. SCSA (Sperm Chromatin Structure Assay)

Methode:
Die Anfälligkeit der DNA für saure Denaturierung wird mittels Durchflusszytometrie gemessen. Fluoreszierende Farbstoffe zeigen den Grad der Fragmentierung an.

Vorteile:
Automatisiert und quantitativ
Liefert den DNA Fragmentation Index (DFI)
Hohe Standardisierung und Reproduzierbarkeit
Besonders geeignet für größere Labore

Interpretation:
Ein DFI-Wert über 25–30 % gilt als kritisch. Werte unter 15 % sprechen für eine gute DNA-Qualität.

2. TUNEL-Assay (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP Nick-End Labeling)

Methode:
DNA-Brüche werden direkt durch Einfügen fluoreszierender Nukleotide an den Enden beschädigter Stränge markiert. Die Auswertung erfolgt per Fluoreszenzmikroskop oder Zytometrie.

Vorteile:
Direkter Nachweis von DNA-Brüchen
Hohe Aussagekraft und Sensitivität
Gilt als Goldstandard in der Forschung

Nachteile:
Technisch aufwendig
Weniger standardisiert als SCSA

3. Comet-Assay (Einzelzell-Gelelektrophorese)

Methode:
Spermien werden in einem Gel elektrisch aufgetrennt. Fragmentierte DNA bildet dabei einen „Kometenschweif“, sichtbar unter dem Fluoreszenzmikroskop.

Vorteile:
Sehr empfindlich
Einzelzell-Analyse möglich
Visualisierung des DNA-Schadens

Nachteile:
Aufwendig in Durchführung und Auswertung
Weniger geeignet für Routinediagnostik

4. SCD-Test (Sperm Chromatin Dispersion)

Methode:
Nach Denaturierung zeigen Spermien mit intakter DNA typische „Halos“, während fragmentierte DNA kompakt bleibt.

Vorteile:
Günstig und einfach
Gut geeignet als Screening-Verfahren

Nachteile:
Geringere Präzision
Subjektive Auswertung

Was tun bei hoher DNA-Fragmentierung?

Die gute Nachricht: Eine erhöhte DNA-Fragmentierung lässt sich oft positiv beeinflussen. Studien zeigen, dass Antioxidantien, gesunde Ernährung, Rauchverzicht und Stressreduktion das Gleichgewicht im Körper wiederherstellen und die DNA-Stabilität verbessern können. Auch medizinische Eingriffe – z. B. bei Varikozelen – sind je nach Befund sinnvoll.

Maßnahmen zur Verbesserung:

Antioxidative Therapie:
→ Nahrungsergänzung mit Vitamin C, E, Coenzym Q10, Selen, Zink, Omega-3-Fettsäuren usw.

Lebensstiländerung:
→ Rauchstopp, mediterrane Ernährung, Stressabbau, ausreichender Schlaf

Behandlung von Grunderkrankungen:
→ Infektionen, hormonelle Störungen, Varikozelen

Reproduktionsmedizinische Verfahren
→ Auswahl genetisch intakter Spermien durch IMSI, PICSI

Kurze Ejakulationsintervalle
→ Verringerung oxidativer Schäden durch Lagerung

Verbesserte Spermienauswahl: Neue Möglichkeiten in der Reproduktionsmedizin

Statt wie üblich unter 400-facher, erfolgt die Auswahl der Spermien hier unter bis zu 6000-facher Vergrößerung. Dadurch lassen sich selbst feinste morphologische Auffälligkeiten erkennen – besonders im Spermienkopf. So können Spermien mit hoher DNA-Integrität gezielt ausgewählt werden.

IMSI (Intrazytoplasmatische morphologisch selektierte Spermieninjektion)
Statt wie üblich unter 400-facher, erfolgt die Auswahl der Spermien hier unter bis zu 6000-facher Vergrößerung. Dadurch lassen sich selbst feinste morphologische Auffälligkeiten erkennen – besonders im Spermienkopf. So können Spermien mit hoher DNA-Integrität gezielt ausgewählt werden.

PICSI (Physiologische ICSI)
Hierbei nutzt man die Fähigkeit reifer, gesunder Spermien, sich an Hyaluronsäure zu binden – ein natürlicher Bestandteil der Eizellenumgebung. Nur genetisch intakte Spermien schaffen dies zuverlässig. Die Auswahl verbessert die Embryoqualität und Schwangerschaftsrate.

MACS (Magnetic Activated Cell Sorting)
Bei MACS werden Spermien mit Anzeichen von Apoptose (Zellalterung) magnetisch markiert und aussortiert. Die verbleibenden Spermien zeigen in der Regel eine bessere DNA-Qualität.

Diese Verfahren ersetzen keine Lebensstilveränderung oder medizinische Behandlung, können aber die Erfolgschancen einer künstlichen Befruchtung deutlich verbessern – insbesondere bei fortgeschrittenem Alter oder mehrfachen erfolglosen Versuchen.