A szabad gyökök mérése az emberi spermiumokban a mikrobiotával és az életmódbeli tényezőkkel kapcsolatban (SIRIUS)

A mai napig a párok 15%-a tapasztal termékenységi problémákat, és az esetek 40-50%-ában úgy gondolják, hogy ez a férfiak termékenységi problémáinak tudható be. A reaktív oxigénfajták (ROS) és különösen a szabad gyökök (a legreaktívabbak) kulcsszerepet játszanak a spermiumok kapacitációjában és megtermékenyítésében. Úgy gondolják, hogy jelentős mértékben hozzájárulnak a férfi meddőséghez. A meddőség szabad gyökök elmélete azt állítja, hogy a szabad gyökök által okozott károsodás a fő oka a meddőségnek a férfiaknál. Rövid élettartamuk és nagy reakcióképességük miatt azonban nehéz mérni.

A szabad gyökök jelentősége ellenére sem diagnosztikai biomarkerként, sem terápiás célpontként nem használják őket, mivel a jelenleg rendelkezésre álló technikák elégtelensége miatt jelenleg nem ismert, hogy a szabad gyökök pontosan hol és mikor keletkeznek. Ezért egy új technikát alkalmaznak, az úgynevezett gyémánt magnetometriát, amely lehetővé teszi a nanoméretű mágneses rezonancia méréseket. Ez a kvantumérzékelési technika egyedülállóan érzékeny, és valós idejű egysejtű méréseket tesz lehetővé szubcelluláris felbontással. A legtöbb más technikától eltérően ez a módszer a szabad gyökökre specifikus. Megjelent az első elvi kísérletet élesztősejtekben, és előzetes adatokkal rendelkezünk, amelyek igazolják, hogy mérhetjük a szabad gyökök képződését kan spermában. A lehetséges összefüggések feltárása érdekében a szabad gyökök koncentrációját a WHO irányelvei szerinti standard spermaparaméterekhez, életmódbeli tényezőkhöz és táplálékfelvételhez, valamint a spermaplazmában lévő mikrobiotához viszonyítjuk. Feltételezték, hogy a mikrobióta szerepet játszik a szaporodásban. Míg számos tanulmány készült a női reproduktív rendszerre összpontosítva, kevesebbet tudunk a hím mikrobiotáról és annak termékenységre gyakorolt ​​hatásáról. Korábban úgy gondolták, hogy a baktériumok jelenléte a spermában a fertőzés jele. A következő generációs genetikai alapú megközelítés feltárta, hogy az emberi sperma nem steril, és úgy tűnik, hogy egy specifikus mikrobiotát tartalmaz. A szeminális mikrobiota diverzitásának vagy a specifikus baktériumok bőségének megváltozását összefüggésbe hozták a spermiumsejtek megváltozott morfológiájával és motilitásával. Mindazonáltal nem ismertek azok a molekuláris folyamatok, amelyeken keresztül a baktériumok képesek megváltoztatni a sperma minőségét. A lehetséges mechanizmusok magukban foglalhatják a szabad gyökök károsítását vagy más molekulák megváltoztatását (pl. lipidperoxidáció, DNS fragmentáció), ami a megtermékenyítési képesség elvesztéséhez vezethet. Ezért feltételezhető, hogy a szabad gyökök képződése összefüggésben áll a mikrobiota sokféleségével, és összefüggésbe hozható a WHO irányelvei által meghatározott spermaparaméterekkel.

Ennek a tanulmánynak az elsődleges célja a szabad gyökök valós idejű mérése az emberi egyetlen hímivarsejtekben gyémánt magnetometria segítségével. Ez összefüggésben áll a szeminális mikrobiota összetételével, hogy megvizsgáljuk a készítmény hatását a szabad gyökök képződésére, és így a mikroorganizmusok lehetséges mechanizmusát a sperma minőségének megváltoztatására. A szabad gyökök koncentrációja a szérum egyéb oxidatív stressz paramétereivel is összefügg, így összehasonlítható a lokális és a szisztémás oxidatív stressz. Végül a szabadgyök-koncentrációt a spermaelemzési paraméterekkel (WHO-irányelvek), az életmódbeli tényezőkkel és a táplálékfelvétellel is összefüggésbe hozzuk, hogy feltárjuk az életmód szerepét a szabadgyökképződésben és a sperma minőségében.

A fő vizsgálati paraméterek a spermiumsejtekben és a szérumban lévő szabad gyökök koncentrációja, korrelációban vannak az ondóplazmában lévő mikrobiotával, valamint a standard spermaparaméterekkel (WHO), a malondialdehid (MDA) és a szabad tiolok koncentrációjával a vérszérumban, az életmódbeli tényezőkkel és a táplálékfelvétellel. .

A betegek tájékoztatást kapnak a vizsgálatról a Reproduktív Medicina Központjában. A tájékozott beleegyezés után a betegeknek spermát kell készíteniük a standard ellátási spermaelemzés keretében történő értékeléshez. Ebből az ejakulátumból mintát vesznek a SIRIUS-vizsgálathoz, hogy megmérjék a szabad gyököket. Emellett a szérum szabad gyökök mérésére szolgáló spermaanalízissel egy napon vért vesznek a betegektől.

A szabad gyökök mérése gyémánt magnetometriával történik. Korábban a gyémánt magnetometriát sikeresen alkalmazták a vaddisznó spermafejek akroszómájában a gyökképződés számszerűsítésére. Ez lehetővé tette a gyökképződés lokális, valós időben történő számszerűsítését a kapacitáció során. Ezeket az adatokat még nem tették közzé, és Dr. Romana Schirhagl laboratóriumában állítják elő.

A sperma plazma mikrobiota összetételét kvantitatív polimeráz láncreakció (qPCR) és 16S riboszomális ribonukleinsav (rRNS) szekvenálási módszerekkel értékelik a QIAGEN Sample and Assay Technologies segítségével.

A szérum MDA-koncentrációját Thio-barbitursav reactive material (TBARS) vizsgálattal mérjük. A szérum szabad tiolkoncentrációját Ellman technikával mérjük. Az életmódbeli tényezőkre vonatkozó kérdőívet a termékenységi kezelést igénylő párok standard ellátásának részeként valósítják meg. Ezeket az eredményeket és válaszokat a SIRIUS esetében is felhasználjuk.

Az alanyok táplálékfelvételének jelzésére a Wageningeni Egyetem étkezési gyakorisági kérdőívét (FFQ) használjuk.