Effetto delle esposizioni ambientali sulla capacità di fecondazione delle uova dello sperma umano

Il nostro obiettivo è capire in che modo le esposizioni ambientali e professionali a ioni di metalli pesanti e di transizione danneggiano il tratto riproduttivo maschile umano.

L'American Urological Association e l'American Society for Reproductive Medicine riferiscono che circa il 15% delle coppie (ovvero più di 6,1 milioni di persone negli Stati Uniti) soffre di infertilità in un determinato momento. Il maschio è responsabile dell'infertilità del 20% di queste coppie e contribuisce all'infertilità di un altro 30-40%. Tuttavia, la causa o le cause dell'infertilità maschile in molti casi sono sconosciute. I nostri dati suggeriscono che le esposizioni al piombo (nell'aria, nel cibo e nell'acqua potabile) sono alla base di una frazione significativa di infertilità maschile "inspiegabile". Abbiamo scoperto che i livelli di piombo nel sangue e nel plasma seminale erano elevati nel 22% dei maschi normospermici provenienti da coppie in cerca di trattamento per l'infertilità, nel 29% dei donatori di seme che partecipavano a un programma di inseminazione artificiale e nel 23% dei donatori di seme non selezionati che rispondevano a un annuncio per la partecipazione alla ricerca. Questi livelli elevati di piombo sono stati associati a un ridotto potenziale di fertilità dello sperma nella fecondazione in vitro, nell'inseminazione artificiale e nella gravidanza mediante coito. Gli effetti negativi del piombo sulla funzione degli spermatozoi sono stati correlati con l'espressione di forme specifiche di canali ionici dello sperma (proteine ​​leganti i metalli che consentono al piombo di entrare nelle cellule), suggerendo che tali proteine ​​fungono da marcatori di suscettibilità o resistenza agli effetti tossici riproduttivi del piombo. Inoltre, nei casi in cui i livelli di piombo maschile umano sono cambiati notevolmente nel tempo, si sono verificati cambiamenti corrispondenti nel canale ionico dello sperma, nella funzione dello sperma e nel potenziale di fertilità dello sperma. Questi cambiamenti sono stati collegati ai cambiamenti nei processi modulati dal calcio nelle biopsie di testicoli umani ottenuti da pazienti con infertilità e potrebbero essere imitati nei testicoli di ratti alimentati sperimentalmente con piombo.

Nel presente studio, intendiamo identificare i cambiamenti nell'espressione genica importanti per la produzione dello stato infertile confrontando i geni espressi nei testicoli di controllo e ratti esposti al piombo che sono resistenti o suscettibili al piombo. Questi risultati aiuteranno a spiegare come l'esposizione al piombo uccida le cellule all'interno del testicolo. Poi determineremo se gli stessi cambiamenti si verificano nelle biopsie dei testicoli umani e nello sperma eiaculato di maschi infertili con un elevato carico corporeo di piombo. Il risultato atteso di questo studio è l'identificazione di un possibile meccanismo che spiega l'infertilità maschile associata a un basso numero di spermatozoi o infertilità maschile idiopatica, strumenti per la diagnosi dell'infertilità maschile e la speranza di un trattamento razionale.