Vliv environmentálních expozic na schopnost lidských spermií hnojit vajíčka

Naším cílem je porozumět tomu, jak environmentální a pracovní expozice iontům těžkých a přechodných kovů poškozují lidský mužský reprodukční trakt.

Americká urologická asociace a Americká společnost pro reprodukční medicínu uvádějí, že ~ 15 % párů (tj. více než 6,1 milionů lidí v USA) někdy trpí neplodností. Muž je zodpovědný za neplodnost 20% těchto párů a podílí se na neplodnosti dalších 30-40%. Příčina (příčiny) mužské neplodnosti však v mnoha případech není známa. Naše údaje naznačují, že expozice olova (ve vzduchu, v potravinách a pitné vodě) stojí za významnou částí „nevysvětlitelné“ mužské neplodnosti. Zjistili jsme, že hladiny olova v krvi a semenné plazmě byly zvýšené u 22 % normospermických mužů z párů hledajících léčbu neplodnosti, u 29 % dárců spermatu účastnících se programu umělé inseminace a u 23 % nevybraných dárců spermatu, kteří odpovídali na inzerát o účasti ve výzkumu. Tyto zvýšené hladiny olova byly spojeny se sníženým potenciálem fertility spermií při IVF, při umělé inseminaci a v těhotenství koitu. Negativní účinky olova na funkci spermií korelovaly s expresí specifických forem spermií iontových kanálů (proteiny vázající kovy, které umožňují vstup olova do buněk), což naznačuje, že takové proteiny slouží jako markery citlivosti nebo rezistence vůči toxickým účinkům olova na reprodukci. Dále, v případech, kdy se hladiny olova u mužů v průběhu času výrazně měnily, došlo k odpovídajícím změnám v iontovém kanálu spermií, funkci spermií a potenciálu plodnosti spermií. Tyto změny byly spojeny se změnami v procesech modulovaných vápníkem v biopsiích lidských varlat získaných od pacientů s neplodností a mohly být napodobeny ve varlatech krys experimentálně krmených olovem.

V současné studii plánujeme identifikovat změny v genové expresi důležité pro produkci neplodného stavu porovnáním genů exprimovaných ve varlatech kontrolních potkanů ​​a potkanů ​​vystavených olovu, kteří jsou rezistentní nebo náchylní k olovu. Tato zjištění pomohou vysvětlit, jak expozice olovu zabíjí buňky ve varlatech. Potom určíme, zda se stejné změny vyskytují v biopsiích lidských varlat a ejakulovaných spermatech neplodných mužů s vysokým tělesným zatížením olovem. Očekávaným výsledkem této studie je identifikace možného mechanismu vysvětlujícího mužskou neplodnost spojenou s nízkým počtem spermií nebo idiopatickou mužskou neplodností, nástroje pro diagnostiku mužské neplodnosti a naděje na racionální léčbu.