Relazione del microambiente e della fertilità maschile

Obiettivi:

1. Caratterizzare il microbiota del tratto genito-urinario e il microambiente testicolare negli uomini infertili con leucociti nello sperma utilizzando il sequenziamento dell'rRNA 16S per analizzare il microbioma di campioni di sperma deidentificati e confrontare i risultati dello sperma con parametri normali con i risultati dello sperma con leucociti .
2. Valutare l'influenza del microbioma intestinale sulla terapia ormonale sostitutiva negli uomini ipogonadici e infertili che vengono trattati con terapia ormonale sostitutiva, analizzando più campioni di sangue non identificati e tamponi rettali raccolti sia prima che durante il trattamento standard dell'ipogonadismo. Gli investigatori useranno il sequenziamento dell'rRNA 16S sui tamponi rettali e l'analisi del livello ormonale dei campioni di sangue.

Identificazione e iscrizione: i partecipanti che soddisfano i criteri di inclusione saranno identificati nelle cliniche per la fertilità di urologia dell'UIC frequentando i co-ricercatori medici durante la revisione di routine delle cartelle cliniche per la cura standard del paziente. Il partecipante verrà quindi contattato in merito allo studio e discuterà quanto segue: consenso informato e informazioni al suo interno, informazioni di base sui microambienti umani e significato in termini profani, e rafforzerà che la partecipazione allo studio non avrà alcun impatto sulla cura del partecipante. Il consenso alla partecipazione sarà ottenuto se il partecipante sceglie di procedere. Il partecipante riceverà informazioni orali e scritte sullo studio. Le informazioni scritte includono informazioni comprensibili sullo studio con ampie informazioni sullo studio e includono una copia del modulo di consenso.

Le cartelle cliniche di questi partecipanti verranno riviste per i dati di base elencati di seguito e, se ipogonadici, anche periodicamente dopo prelievi di sangue di routine (vedere Venipuntura di seguito).

Gestione delle informazioni sui partecipanti: i nomi dei partecipanti, MRN e DOB saranno archiviati in un database UIC REDCap. A ciascun partecipante verrà inoltre assegnato un numero di identificazione dello studio generato da un generatore di numeri casuali. Questo numero ID verrà utilizzato per etichettare il campione biologico del rispettivo partecipante.

Raccolta e conservazione dello sperma: come parte del normale esame dell'infertilità maschile, verrà richiesto un campione di sperma dopo che è stata fatta la diagnosi di infertilità. Lo sperma sarà raccolto in modo prospettico dall'UIC Andrology Laboratory (820 S Wood St, Room 132, Chicago, IL 60612).

I partecipanti verranno istruiti su quanto segue per la raccolta dei campioni (adattato da Hou et al.):

1. Presente per la fornitura di campioni dopo 3-7 giorni di astinenza.
2. Lavarsi le mani 2-3 volte con acqua e sapone prima della masturbazione.
3. Lavare il pene con particolare attenzione al glande e al solco coronale con acqua e sapone seguiti da alcol al 75%, 2-3 volte.
4. Evitare il contatto del campione con la parete laterale interna del contenitore del campione.
5. 0,1 ml o meno di seme appena raccolto verranno utilizzati per l'analisi standard del seme.
6. Se lo sperma viene identificato per avere un numero qualsiasi di cellule rotonde, allora un conteggio dei leucociti sarà determinato mediante colorazione Papanicolaou.
7. Il resto del seme verrà trasferito in provette per microcentrifuga, con un massimo di 1 mL ciascuna provetta, e conservato in un congelatore a -80C entro 2 ore dalla raccolta. Il congelatore -80C si trova in una stanza chiusa a chiave del Laboratorio di Andrologia dell'UIC accessibile solo al personale autorizzato.[7]

Venipuntura: Ai partecipanti verrà prelevato il sangue durante la valutazione iniziale standard dell'infertilità. Questo sarà eseguito dai servizi di flebotomia UIC (1801 W Taylor St Room 4B, Chicago, IL 60612) o qualsiasi altro sito di flebotomia e laboratorio in base alle preferenze dei partecipanti. Il profilo endocrino sarà determinato testando il testosterone totale, l'estradiolo, la globulina legante gli ormoni sessuali (SHBG), l'ormone luteinizzante (LH), l'ormone follicolo-stimolante (FSH) e i livelli di albumina. Per questi test è richiesto un totale di 4,9 ml di sangue venoso e quindi da una vena verrebbero prelevate un totale di 3 fiale ricoperte d'oro. Gli uomini determinati per essere ipogonadici (testosterone totale <300 ng/dL o testosterone biodisponibile <150 ng/dL) dovranno fornire anche un tampone rettale (vedi sotto). Come parte del trattamento standard della loro condizione, questi partecipanti inizieranno a prendere farmaci per aumentare il testosterone endogeno (ad esempio: clomifene citrato, anastrozolo, gonadotropina corionica umana, ecc.). Inoltre, come parte delle cure standard, a questi partecipanti verrà richiesto di tornare per una valutazione regolare degli effetti collaterali e dell'efficacia dei farmaci con il monitoraggio di laboratorio del loro profilo endocrino. Questo viene effettuato ad intervalli di 3-4 mesi a discrezione del medico curante. I dati di laboratorio dei partecipanti che soddisfano i criteri di inclusione verranno registrati in un database REDCap anonimizzato, identificato dal numero ID dello studio.

Raccolta del tampone rettale: dopo aver esaminato i risultati di laboratorio con il partecipante al primo appuntamento di follow-up, se al partecipante viene diagnosticata infertilità secondaria all'ipogonadismo senza altre cause identificabili, gli verrà richiesto di fornire tamponi rettali per l'analisi del microbioma intestinale . Al partecipante verrà fornito un kit di tampone rettale. Dopo un movimento intestinale, al partecipante verrà chiesto di utilizzare il tampone per raccogliere il campione dall'ano e restituire il campione nel sacchetto di plastica sterile fornito. Questo sarà conservato in un armadio sicuro e chiuso a chiave. Verrà poi richiesto un tampone rettale con la stessa periodicità delle analisi di follow-up, prelevato e conservato con le stesse modalità.

Caratterizzazione del profilo del microbiota: L'analisi del microbiota sarà eseguita dal laboratorio Igenomix a Valencia, Spagna (Ronda Narciso Monturiol, 11 B, Parque Tecnológico Paterna, 46980 - Paterna -, Valencia, Spagna). Una volta che gli investigatori hanno raccolto in modo prospettico campioni di partecipanti, sperma e/o tamponi rettali, gli investigatori invieranno periodicamente campioni a Igenomix per l'elaborazione, come logisticamente fattibile. Gli investigatori invieranno 1 campione di ciascun tipo di campione per partecipante a seconda dei casi (vale a dire, se un partecipante ha fornito abbastanza seme per 3 fiale aggiuntive nel nostro congelatore, allora 1 fiala verrà inviata a Igenomix; se il partecipante è anche ipogonadico, allora un retto tampone viene inviato se indicato e raccolto come sopra descritto). Ciascuno di questi campioni sarà identificato solo dal numero ID dello studio e non avrà PHI. Insieme ai campioni verrà inviato solo il numero ID dello studio associato a ciascuna fiala e nessun'altra informazione identificativa, garantendo che nessun PHI venga mai condiviso con Igenomix. Il laboratorio Igenomix eseguirà la profilazione del microbiota utilizzando il sequenziamento del gene 16S rRNA in ciascun campione. Non ci saranno campioni conservati dopo l'analisi, poiché tutto il materiale verrà utilizzato per l'estrazione del DNA e il successivo sequenziamento. Tutti i dati acquisiti verranno caricati in un database UIC REDCap separato, con il set di dati di ciascun campione identificato nuovamente solo dal numero ID dello studio.

Analisi dei dati: l'analisi dei dati sarà eseguita dal Dr. Pagani e dai co-ricercatori dell'UIC per analizzare i dati utilizzando set di dati non identificati dalla revisione dei grafici dei partecipanti e quelli forniti dal laboratorio Igenomix.

L'analisi superficiale dei set di dati del microbiota determinerà le analisi statistiche esatte applicabili per affrontare gli obiettivi e le ipotesi del nostro studio. I ricercatori valuteranno la composizione e l'abbondanza del microbioma batterico utilizzando programmi di calcolo statistico come il pacchetto R (R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria). Gli investigatori caratterizzeranno ulteriormente le comunità batteriche creando raggruppamenti gerarchici basati su metodi pubblicati come descritto da Hou et al. (PMID: 23993888). Sulla base dei dati risultanti, gli investigatori sceglieranno la procedura statistica appropriata per testare le nostre 2 ipotesi.

Completamento dello studio: i partecipanti saranno seguiti per 12 mesi, consentendo 4 appuntamenti di follow-up e raccolte di campioni. Alla conclusione del nostro studio, gli investigatori distruggeranno qualsiasi biocampione rimanente. Tutti i dati identificabili verranno eliminati dal database REDCap.