Протеомные сигнатуры митохондрий сперматозоидов при варикоцеле: их клиническое применение в качестве биомаркеров бесплодия, ассоциированного с варикоцеле

Аннотация

Снижение экспрессии ряда митохондриальных белков ассоциировано с бесплодием при варикоцеле.

Цель исследования

Варикоцеле может нарушать микроциркуляцию яичка и индуцировать связанные с гипоксией и ишемией дегенеративные изменения в клетках яичка и сперматозоидах. Выработка супероксидов при низкой концентрации кислорода усиливает оксидативный стресс у мужчин с варикоцеле.

Поэтому было запланировано данное исследование для изучения роли митохондриальной редокс-регуляции и её возможного участия в дисфункции сперматозоидов при варикоцеле-ассоциированном бесплодии.

Материалы и методы

Мы выявили митохондриальные белки с дифференциальной экспрессией у 50 бесплодных мужчин с варикоцеле и 10 фертильных контрольных субъектов с помощью in silico анализа данных жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией. Выявленные белки были валидизированы с помощью вестерн-блоттинга и иммунофлуоресценции. Определялся окислительно-восстановительный потенциал эякулята.

Результаты

Мы выявили 22 белка с дифференциальной экспрессией, связанных с митохондриальной структурой (LETM1, EFHC, MIC60, PGAM5, ISOC2 и импорт-TOM22) и функцией (NDFSU1, UQCRC2 и COX5B, и ключевые ферменты метаболизма углеводов и липидов). Кластерный анализ и трёхмерный анализ главного компонента показал наличие значимой разницы между группами.

Все изученные белки были в меньшей степени экспрессированы у бесплодных мужчин с варикоцеле. Данные жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией были подкреплены вестерн-блоттингом и иммунофлуоресценцией. Нарушенная функция митохондрий была ассоциирована со сниженной экспрессией белков (ATPase1A4, HSPA2, SPA17 и APOA1), ответственных за правильную функцию сперматозоидов, а также с повышением окислительно-восстановительного потенциала спермы у бесплодных мужчин с варикоцеле.

Заключение

Нарушение структуры и функции митохондрий при варикоцеле может привести к оксидативному стрессу, снижению синтеза АТФ и дисфункции сперматозоидов. Митохондриальные белки с дифференциальной экспрессией должны быть изучены как возможные биомаркеры-предикторы бесплодия у пациентов с варикоцеле. Антиоксидатная терапия, действующая на митохондрии сперматозоидов, может помочь улучшить фертильность у этих пациентов.

Авторы: Luna Samanta, Ashok Agarwal, Nirlipta Swain, Rakesh Sharma, Banu Gopalan, Sandro C. Esteves, Damayanthi Durairajanayagam, Edmund Sabanegh
Журнал: Journal of Urology, August 2018, Volume 200, Issue 2, Pages 414–422
DOI
Ссылка на источник