Wpływ ekspozycji środowiskowych na zdolność plemników ludzkich do zapłodnienia jaj

Naszym celem jest zrozumienie, w jaki sposób ekspozycja środowiskowa i zawodowa na jony metali ciężkich i metali przejściowych uszkadza męski układ rozrodczy.

Amerykańskie Towarzystwo Urologiczne i Amerykańskie Towarzystwo Medycyny Rozrodu donoszą, że około 15% par (tj. ponad 6,1 miliona osób w USA) doświadcza w pewnym momencie niepłodności. Mężczyzna jest odpowiedzialny za niepłodność 20% tych par i przyczynia się do niepłodności kolejnych 30-40%. Jednak przyczyna (przyczyny) męskiej niepłodności w wielu przypadkach jest nieznana. Nasze dane sugerują, że narażenie na ołów (w powietrzu, żywności i wodzie pitnej) leży u podstaw znacznej części „niewyjaśnionej” niepłodności męskiej. Stwierdziliśmy, że poziomy ołowiu we krwi i w osoczu nasienia były podwyższone u 22% normospermicznych mężczyzn pochodzących od par szukających leczenia niepłodności, u 29% dawców nasienia uczestniczących w programie sztucznego zapłodnienia oraz u 23% niewyselekcjonowanych dawców nasienia, którzy odpowiedzieli na ogłoszenie o udział w badaniu. Te podwyższone poziomy ołowiu były związane ze zmniejszonym potencjałem płodności plemników w IVF, w sztucznej inseminacji iw ciąży przez współżycie. Negatywny wpływ ołowiu na funkcje plemników został skorelowany z ekspresją specyficznych form kanałów jonowych plemników (białek wiążących metale, które umożliwiają przedostawanie się ołowiu do komórek), co sugeruje, że takie białka służą jako markery podatności lub odporności na toksyczne działanie ołowiu na rozrodczość. Co więcej, w przypadkach, w których poziomy ołowiu u mężczyzn zmieniały się znacznie w czasie, występowały odpowiednie zmiany w kanale jonowym plemników, funkcji plemników i potencjale płodności plemników. Zmiany te były powiązane ze zmianami w procesach modulowanych wapniem w biopsjach ludzkich jąder uzyskanych od pacjentów z niepłodnością i można je naśladować w jądrach szczurów eksperymentalnie karmionych ołowiem.

W bieżącym badaniu planujemy zidentyfikować zmiany w ekspresji genów ważnych dla powstania stanu niepłodności, porównując geny wyrażane w jądrach kontrolnych i narażonych na ołów szczurów, które są oporne lub podatne na ołów. Odkrycia te pomogą wyjaśnić, w jaki sposób narażenie na ołów zabija komórki w jądrach. Następnie ustalimy, czy te same zmiany zachodzą w biopsjach ludzkich jąder i plemnikach wytrysku od niepłodnych mężczyzn z dużym obciążeniem ciała ołowiem. Oczekiwanym rezultatem niniejszej pracy jest identyfikacja możliwego mechanizmu wyjaśniającego niepłodność męską związaną z niską liczbą plemników lub idiopatyczną niepłodnością męską, narzędzia do diagnostyki niepłodności męskiej oraz nadzieja na racjonalne leczenie.