Mesure des radicaux libres dans les spermatozoïdes humains liés au microbiote et aux facteurs liés au mode de vie (SIRIUS)

À ce jour, 15 % des couples ont des problèmes de fertilité et dans 40 à 50 % des cas, on pense que cela est dû à des problèmes de fertilité chez les hommes. Les espèces réactives de l'oxygène (ROS) et surtout les radicaux libres (les plus réactifs) jouent un rôle clé dans la capacitation et la fécondation des spermatozoïdes. Ils sont également soupçonnés d'être un contributeur majeur à l'infertilité masculine. La théorie des radicaux libres sur l'infertilité stipule que les dommages causés par les radicaux libres sont la principale cause d'infertilité chez les hommes. Cependant, ils sont difficiles à mesurer en raison de leur courte durée de vie et de leur grande réactivité.

Malgré la pertinence des radicaux libres, ils ne sont pas utilisés comme biomarqueurs diagnostiques ni comme cible thérapeutique car on ne sait pas actuellement où et quand les radicaux libres sont générés exactement, en raison de l'insuffisance des techniques actuellement disponibles. Par conséquent, une nouvelle technique appelée magnétométrie au diamant sera utilisée qui permet des mesures de résonance magnétique à l'échelle nanométrique. Cette technique de détection quantique est particulièrement sensible et permet des mesures de cellule unique en temps réel avec une résolution subcellulaire. Contrairement à la plupart des autres techniques, cette méthode est spécifique aux radicaux libres. Une première expérience de preuve de principe a été publiée dans des cellules de levure et nous avons des données préliminaires qui prouvent que nous pouvons mesurer la génération de radicaux libres dans le sperme de verrat. La concentration de radicaux libres sera liée aux paramètres standard du sperme conformément aux directives de l'OMS, aux facteurs liés au mode de vie et à l'apport alimentaire et liée au microbiote dans le plasma du sperme pour explorer les corrélations possibles. Il a été suggéré que le microbiote joue un rôle dans le contexte de la reproduction. Alors que plusieurs études ont été menées sur le système reproducteur féminin, on en sait moins sur le microbiote masculin et son influence sur la fertilité. Dans le passé, on pensait que la présence de bactéries dans le sperme était un indicateur d'infection. L'approche génétique de nouvelle génération a révélé que le sperme humain n'est pas stérile et semble héberger un microbiote spécifique. Des altérations de la diversité du microbiote séminal ou de l'abondance de bactéries spécifiques ont été associées à une morphologie et une motilité altérées des spermatozoïdes. Néanmoins, les processus moléculaires par lesquels les bactéries sont capables de modifier la qualité du sperme sont inconnus. Les mécanismes possibles peuvent impliquer des dommages causés par les radicaux libres ou l'altération d'autres molécules (par ex. peroxydation des lipides, fragmentation de l'ADN) pouvant entraîner une perte de capacité de fécondation. Par conséquent, on émet l'hypothèse que la génération de radicaux libres est corrélée à la diversité du microbiote et peut être liée aux paramètres du sperme définis par les directives de l'OMS.

L'objectif principal de cette étude est de mesurer en temps réel les radicaux libres dans les spermatozoïdes humains à l'aide de la magnétométrie au diamant. Ceci est corrélé à la composition du microbiote séminal pour étudier l'influence de la composition dans la génération de radicaux libres, et donc un mécanisme possible des micro-organismes pour modifier la qualité du sperme. La concentration de radicaux libres est également liée à d'autres paramètres de stress oxydatif dans le sérum pour comparer le stress oxydatif local et systémique. Enfin, la concentration en radicaux libres sera également corrélée aux paramètres d'analyse du sperme (directives de l'OMS), aux facteurs liés au mode de vie et à l'apport alimentaire pour détecter un rôle du mode de vie dans la formation de radicaux libres et la qualité du sperme.

Les principaux paramètres de l'étude seront la concentration de radicaux libres dans les spermatozoïdes et le sérum, corrélée au microbiote dans le plasma séminal et liée aux paramètres standard du sperme (OMS), à la concentration de malondialdéhyde (MDA) et de thiols libres dans le sérum sanguin, aux facteurs liés au mode de vie et à l'apport alimentaire. .

Les patientes sont informées de l'étude lors de leur admission au Centre de médecine de la reproduction. Après consentement éclairé, les patients devront produire du sperme pour évaluation dans le cadre d'une analyse de sperme de soins standard. Un échantillon de cet éjaculat sera prélevé pour l'étude SIRIUS afin de mesurer les radicaux libres. A côté de cela, du sang sera prélevé sur les patients le même jour que l'analyse du sperme pour la mesure des radicaux libres dans le sérum.

Des mesures de radicaux libres seront effectuées par magnétométrie diamant. Auparavant, la magnétométrie au diamant était utilisée avec succès pour quantifier la formation de radicaux dans l'acrosome des têtes de sperme de verrat. Cela a permis de quantifier la formation de radicaux localement en temps réel, lors de la capacitation. Ces données ne sont pas encore publiées et sont produites dans le laboratoire du Dr Romana Schirhagl.

La composition du microbiote plasmatique du sperme sera évaluée à l'aide des méthodes quantitatives de réaction en chaîne par polymérase (qPCR) et de séquençage de l'acide ribonucléique ribosomique (ARNr) 16S à l'aide des technologies QIAGEN Sample and Assay.

La concentration de MDA dans le sérum sera mesurée à l'aide d'un test de substance réactive à l'acide thiobarbiturique (TBARS). La concentration de thiols libres dans le sérum sera mesurée à l'aide de la technique d'Ellman. Un questionnaire sur les facteurs liés au mode de vie est mis en place dans le cadre de la prise en charge standard des couples souhaitant un traitement de fertilité. Ces résultats et réponses seront également utilisés pour SIRIUS.

Pour une indication de l'apport alimentaire des sujets, un questionnaire de fréquence alimentaire (FFQ) de l'Université de Wageningen sera utilisé.