Apoptotic M540 bodies present in human semen interfere with flow cytometry-assisted assessment of sperm DNA fragmentation and oxidation

The use of flow cytometry (FC) to evaluate sperm DNA fragmentation via deoxynucleotidyl transferase terminal fluorescein dUTP nick-end labeling (TUNEL) has shown inconsistencies compared with conventional fluorescent microscopic analyses. It has been hypothesized that the observed discrepancies could be attributed to the presence of apoptotic bodies that can be labeled with merocyanine 540, the so-called M540 bodies. In order to verify this hypothesis and determine the accuracy of our in-house FC-assisted evaluation of spermatozoa parameters, we used FC to evaluate both the fragmentation of sperm DNA using the TUNEL assay and the oxidation of sperm DNA using the 8-OHdG assay on semen samples with or without M540 bodies.We show that the presence of M540 bodies lead to underestimation of both the level of sperm DNA fragmentation and sperm DNA oxidation when using FC assisted detection systems. We also observed that this situation is particularly pertinent in semen samples classified as abnormal with respect to the routine WHO semen evaluation as they appear to contain more M540 bodies than normal samples.We conclude that M540 bodies interfere with both FC-conducted assays designed to evaluate sperm nuclear/DNA integrity. Exclusion of these contaminants in unprepared semen samples should be performed in order to correctly appreciate the true level of sperm DNA/nuclear damage which is known to be a critical male factor for reproductive success.RéSUMé: CONTEXTE: L’utilisation de la cytométrie en flux (CF) pour évaluer la fragmentation de l’ADN des spermatozoïdes via la technique TUNEL (Terminal transferase dUTP nick-end labelling) a montré des incohérences par rapport aux analyses conventionnelles par microscopie fluorescente. L’hypothèse a été émise que les divergences observées pourraient être attribuées à la présence de corps apoptotiques qui peuvent être marqués à la mérocyanine 540 (corps M540). Afin de vérifier cette hypothèse et de déterminer la précision de notre évaluation interne des paramètres des spermatozoïdes, nous avons mesuré par CF à la fois la fragmentation de l’ADN des spermatozoïdes en utilisant le test TUNEL et l’oxydation de l’ADN des spermatozoïdes en utilisant le test 8-OHdG sur des échantillons de sperme avec ou sans corps M540. RéSULTATS: Nous montrons que la présence des corps M540 entraîne une sous-estimation du niveau de fragmentation et d’oxydation de l’ADN des spermatozoïdes lors de l’utilisation de systèmes de détection assistée par CF. Nous avons également observé que cette situation est exacerbée dans les échantillons de sperme classés comme anormaux (selon les standards de l’OMS), car ces derniers semblent contenir plus de corps M540 que les échantillons normaux. CONCLUSIONS: Nous concluons que les corps M540 interfèrent avec les deux tests conduits par CF et conçus pour évaluer l’intégrité nucléaire des spermatozoïdes. L’exclusion de ces contaminants dans les échantillons de sperme non préparés devrait être considérée afin d’apprécier correctement le véritable niveau de dommages au noyau spermatique qui est connu pour être un facteur critique pour le succès reproductif.