Måling af frie radikaler i menneskelige sædceller relateret til mikrobiota og livsstilsfaktorer (SIRIUS)

Til dato oplever 15 % af parrene problemer med fertilitet og i 40-50 % af tilfældene menes det at skyldes fertilitetsproblemer hos mænd. Reaktive oxygenarter (ROS) og især frie radikaler (de mest reaktive) spiller en nøglerolle i spermkapacitet og befrugtning. De menes også at være en væsentlig bidragyder til mandlig infertilitet. Teorien om frie radikaler om infertilitet siger, at skade fra frie radikaler er hovedårsagen til infertilitet hos mænd. De er dog svære at måle på grund af deres korte levetid og høje reaktivitet.

På trods af relevansen af ​​frie radikaler, bruges de ikke som diagnostiske biomarkører eller som mål for terapeutiske midler, da det i øjeblikket er ukendt, hvor og hvornår de frie radikaler genereres nøjagtigt, på grund af utilstrækkeligheden af ​​de aktuelt tilgængelige teknikker. Derfor vil der blive brugt en ny teknik kaldet diamantmagnetometri, som tillader magnetiske resonansmålinger i nanoskala. Denne kvanteregistreringsteknik er unikt følsom og tillader enkeltcellemålinger i realtid med subcellulær opløsning. I modsætning til de fleste andre teknikker er denne metode specifik for frie radikaler. Et første proof of principle-eksperiment er blevet publiceret i gærceller, og vi har foreløbige data, som beviser, at vi kan måle frie radikaler i ornesæd. Koncentrationen af ​​frie radikaler vil være relateret til standard sædparametre i henhold til WHOs retningslinjer, livsstilsfaktorer og fødeindtagelse og relateret til mikrobiota i sædplasma for at udforske mulige korrelationer. Mikrobiota er blevet foreslået at spille en rolle i forbindelse med reproduktion. Mens adskillige undersøgelser er blevet udført med fokus på det kvindelige reproduktive system, er der mindre kendt om mandlig mikrobiota og dens indflydelse på fertiliteten. Tidligere troede man, at tilstedeværelsen af ​​bakterier i sæden var en indikator for infektion. Den næste generations genetisk-baserede tilgang har afsløret, at den menneskelige sæd ikke er steril og ser ud til at være vært for en specifik mikrobiota. Ændringer i mangfoldigheden af ​​sædmikrobiota eller overfloden af ​​specifikke bakterier er blevet forbundet med en ændret morfologi og motilitet af sædceller. Ikke desto mindre er de molekylære processer, hvorigennem bakterier er i stand til at ændre sædkvalitet, ukendte. Mulige mekanismer kan involvere skade på frie radikaler eller ændring af andre molekyler (f. lipidperoxidation, DNA-fragmentering), hvilket kan resultere i tab af befrugtningsevne. Derfor antages det, at frie radikaler er korreleret til mangfoldigheden af ​​mikrobiota og kan relateres til sædparametrene defineret af WHOs retningslinjer.

Det primære formål med denne undersøgelse er at måle frie radikaler i realtid i menneskelige sædceller ved hjælp af diamantmagnetometri. Dette er korreleret til sædmikrobiotasammensætningen for at undersøge sammensætningens indflydelse på frie radikalgenerering og derfor en mulig mekanisme for mikroorganismer til at ændre sædkvaliteten. Koncentrationen af ​​frie radikaler er også relateret til andre oxidativ stress-parametre i serum for at sammenligne lokalt og systemisk oxidativt stress. Endelig vil koncentrationen af ​​frie radikaler også blive korreleret til sædanalyseparametrene (WHO-retningslinjer), livsstilsfaktorer og fødeindtagelse for at påvise en rolle for livsstil i dannelsen af ​​frie radikaler og sædkvalitet.

De vigtigste undersøgelsesparametre vil være koncentrationen af ​​frie radikaler i sædceller og serum, korreleret med mikrobiota i sædplasma og relateret til standard sædparametre (WHO), malondialdehyd (MDA) og fri thiolkoncentration i blodserum, livsstilsfaktorer og fødeindtagelse .

Patienterne informeres om undersøgelsen ved deres indtag på Center for Reproduktionsmedicin. Efter informeret samtykke skal patienter producere sæd til evaluering i forbindelse med sædanalyse med standardbehandling. En prøve af dette ejakulat vil blive indsamlet til SIRIUS-undersøgelsen for at måle frie radikaler i. Desuden vil der blive udtaget blod fra patienterne samme dag som sædanalysen til frie radikaler i serum.

Målinger af frie radikaler vil blive udført ved hjælp af diamantmagnetometri. Tidligere blev diamantmagnetometri med succes brugt til at kvantificere radikaldannelse i akrosomet på ornesædhoveder. Dette muliggjorde kvantificering af radikal dannelse lokalt i realtid under kapacitering. Disse data er ikke offentliggjort endnu og er produceret i laboratoriet hos Dr. Romana Schirhagl.

Sædplasmamikrobiotasammensætning vil blive evalueret ved hjælp af kvantitativ polymerasekædereaktion (qPCR) og 16S ribosomal ribonukleinsyre (rRNA) sekventeringsmetoder ved hjælp af QIAGEN Sample and Assay Technologies.

MDA-koncentrationen i serum vil blive målt ved hjælp af Thio barbitursyre reaktivt stof (TBARS) assay. Koncentrationen af ​​fri thiol i serum vil blive målt ved hjælp af Ellman-teknikken. Et spørgeskema for livsstilsfaktorer implementeres som en del af standardplejen for de par, der søger fertilitetsbehandling. Disse resultater og svar vil også blive brugt til SIRIUS.

For at få en indikation af forsøgspersonernes fødeindtag vil der blive brugt et madfrekvensspørgeskema (FFQ) fra Wageningen University.