Medição de radicais livres em células espermáticas humanas relacionadas à microbiota e fatores de estilo de vida (SIRIUS)

Até o momento, 15% dos casais têm problemas de fertilidade e, em 40-50% dos casos, acredita-se que seja devido a problemas de fertilidade nos homens. Espécies reativas de oxigênio (ROS) e especialmente radicais livres (os mais reativos) desempenham um papel fundamental na capacitação e fertilização do esperma. Eles também são considerados um dos principais contribuintes para a infertilidade masculina. A teoria dos radicais livres da infertilidade afirma que os danos causados ​​pelos radicais livres são a principal causa de infertilidade nos homens. No entanto, eles são difíceis de medir devido ao seu curto tempo de vida e alta reatividade.

Apesar da relevância dos radicais livres, eles não são utilizados como biomarcadores diagnósticos nem como alvo para terapêutica, pois atualmente não se sabe onde e quando exatamente os radicais livres são gerados, devido à insuficiência das técnicas atualmente disponíveis. Para tanto, será utilizada uma nova técnica chamada magnetometria de diamante que permite medições de ressonância magnética em nanoescala. Essa técnica de detecção quântica é excepcionalmente sensível e permite medições de célula única em tempo real com resolução subcelular. Ao contrário da maioria das outras técnicas, este método é específico para radicais livres. Um primeiro experimento de prova de princípio foi publicado em células de levedura e temos dados preliminares que provam que podemos medir a geração de radicais livres em esperma de javali. A concentração de radicais livres será relacionada aos parâmetros de sêmen padrão de acordo com as diretrizes da OMS, fatores de estilo de vida e ingestão de alimentos e relacionada com a microbiota no plasma do sêmen para explorar possíveis correlações. Foi sugerido que a microbiota desempenha um papel no contexto da reprodução. Embora vários estudos tenham sido realizados com foco no sistema reprodutor feminino, pouco se sabe sobre a microbiota masculina e sua influência na fertilidade. No passado, pensava-se que a presença de bactérias no sêmen era um indicador de infecção. A abordagem baseada na genética da próxima geração revelou que o sêmen humano não é estéril e parece hospedar uma microbiota específica. Alterações na diversidade da microbiota seminal ou na abundância de bactérias específicas têm sido associadas a alterações na morfologia e motilidade das células espermáticas. No entanto, os processos moleculares pelos quais as bactérias são capazes de alterar a qualidade do sêmen são desconhecidos. Possíveis mecanismos podem envolver danos por radicais livres ou alteração de outras moléculas (p. peroxidação lipídica, fragmentação do DNA) que pode resultar na perda da capacidade de fertilização. Portanto, hipotetiza-se que a geração de radicais livres está correlacionada com a diversidade da microbiota e pode estar relacionada aos parâmetros do sêmen definidos pelas diretrizes da OMS.

O objetivo principal deste estudo é medir os radicais livres em tempo real em espermatozoides humanos usando magnetometria de diamante. Isso é correlacionado com a composição da microbiota seminal para investigar a influência da composição na geração de radicais livres e, portanto, um possível mecanismo de microrganismos para alterar a qualidade do sêmen. A concentração de radicais livres também está relacionada a outros parâmetros de estresse oxidativo no soro para comparar o estresse oxidativo local e sistêmico. Por fim, a concentração de radicais livres também será correlacionada com os parâmetros de análise de sêmen (diretrizes da OMS), fatores de estilo de vida e ingestão alimentar para detectar um papel do estilo de vida na formação de radicais livres e na qualidade do sêmen.

Os principais parâmetros do estudo serão a concentração de radicais livres nas células espermáticas e no soro, correlacionada com a microbiota no plasma seminal e relacionada aos parâmetros padrão do sêmen (OMS), concentração de malondialdeído (MDA) e tióis livres no soro sanguíneo, fatores de estilo de vida e ingestão alimentar .

Os pacientes são informados sobre o estudo na admissão no Centro de Medicina Reprodutiva. Após o consentimento informado, os pacientes terão que produzir sêmen para avaliação no contexto da análise de sêmen de tratamento padrão. Uma amostra desse ejaculado será coletada para o estudo SIRIUS para medir os radicais livres nele. Em seguida, será feita a coleta de sangue dos pacientes no mesmo dia da análise do sêmen para dosagem de radicais livres no soro.

Medições de radicais livres serão realizadas usando magnetometria de diamante. Anteriormente, a magnetometria de diamante foi usada com sucesso para quantificar a formação de radicais no acrossoma de cabeças de esperma de javali. Isso permitiu a quantificação da formação de radicais localmente em tempo real, durante a capacitação. Esses dados ainda não foram publicados e são produzidos no laboratório da Dra. Romana Schirhagl.

A composição da microbiota plasmática do sêmen será avaliada usando os métodos de sequenciamento quantitativo da reação em cadeia da polimerase (qPCR) e do ácido ribonucléico ribossômico 16S (rRNA) usando tecnologias de amostra e ensaio QIAGEN.

A concentração de MDA no soro será medida usando o ensaio de substância reativa ao ácido tiobarbitúrico (TBARS). A concentração de tiol livre no soro será medida pela técnica de Ellman. Um questionário para fatores de estilo de vida é implementado como parte do atendimento padrão para os casais que procuram tratamento de fertilidade. Esses resultados e respostas também serão usados ​​para o SIRIUS.

Para indicação da ingestão alimentar dos sujeitos será utilizado um questionário de frequência alimentar (QFA) da Universidade de Wageningen.