Erkek infertilitesinde oksidatif stresin CAMP aracılı PKA yolağı proteinlerine ve ıcsı parametrelerine etkisinin araştırılması

Abstract

İnfertilite, çiftlerin en az 1 yıl süre ile korunmasız ve düzenli cinsel ilişkiye rağmen gebelik elde edilememesi olarak tanımlanmaktadır (DSÖ, 2010). Toplumun ~%15'inde görülen infertilite sorunu ile karşılaşan çiftler yardımla üreme tekniklerine başvurmakta ve ancak bu yolla gebelik sağlanabilmektedir. Oksidatif stresin, birçok hastalığın etiyolojisinde rol oynadığı gibi infertilitede de etkisi olduğu bilinmektedir. Sperm hücrelerinin fertilizasyon sürecinde (hiperaktivasyon, kapasitasyon) rol oynayan yolaklardan biri de cAMP bağımlı PKA yolağıdır. Çalışmamızda, seminal plazmada belirlenen oksidatif stres parametrelerinin sperm hücreleri üzerine hücresel, genetik ve fonksiyonel etkilerini ve bu spermler kullanılarak yapılan bir tüp bebek (ICSI) tedavisinde, tedavinin başarı ölçütlerine etkileri araştırılmıştır. Çalışmamıza, tüp bebek merkezine başvuran 40 çiftin erkek partnerlerinin semen parametreleri, oksidatif stres değerleri (TOS, TAS, MDA), DNA fragmentasyonu ve kromatin bütünlüğü değerleri, cAMP düzeyleri, PKA ve p-PKA proteinlerinin ekspresyon seviyeleri ve hücresel lokasyonları ve bu spermler kullanılarak yapılan bir ICSI tedavisi sonrası ICSI parametreleri araştırılmıştır. Oksidatif stresin ölçütlerinden biri olan MDA'nın, cAMP bağımlı PKA yolağı ile (p= 0,008) ve kromatin yapısı (p=0,607) ve DNA Fragmentasyonu (p=0,037) ile ilişkili olduğu belirlenmiştir. TAS düzeyi ile sperm motilitesi (p=0,047) ve blastosist gelişim oranı (p=0,023) arasında, TOS düzeyi ile de spermin progresif motilite oranı (p=0,053) arasında anlamlı ilişki bulunmuştur. PKA seviyesi ile progresif sperm motilitesi arasında anlamlı bir ilişki belirlenmiş (p=0,056), bu proteinin aktive formu olan p-PKA ile de fertilizasyon oranı arasında ilişkili belirlenmiştir (p=0,023). Bulgularımız doğrultusunda semendeki oksidatif stresin, cAMP aracılı PKA yolağını aktive ettiği, bu yolağın sperm DNA'sı ve kromatin yapısını bozduğu, ve sperm motilitesi ve ICSI sonrası fertilizasyon oranlarını düşürdüğü sonucuna ulaşılmıştır. Konu ile ilgili yapılacak kapsamlı çalışmalara ihtiyaç vardır.

Infertility is defined as the couples' inability to achieve pregnancy despite unprotected and regular sexual intercourse for at least 1 year (WHO, 2010). Couples who encounter infertility problem, which is seen in ~ 15% of the society, attend to assisted reproductive techniques and pregnancy can only be achieved by this way. Oxidative stress is known to play a role in the etiology of many diseases as well as in infertility. One of the pathways that play a role (hyperactivation, capacitation) in the fertilization process of sperm cells is the cAMP-dependent PKA pathway. In our study, the cellular, genetic and functional effects of oxidative stress in seminal plasma on sperm cells and the effects of treatment on success rates in an in vitro fertilization (ICSI) treatment using these sperms were investigated. In our study, the semen parameters, oxidative stress values (TOS, TAS, MDA), DNA fragmentation and chromatin integrity values, cAMP levels, expression levels and cellular locations of PKA and p-PKA proteins of male partners of 40 couples who applied to the IVF center, and ICSI parameters were investigated after an ICSI treatment. It was determined that MDA, one of the criteria of oxidative stress, is associated with the cAMP-dependent PKA pathway (p = 0.008) and chromatin structure (p = 0.607) and DNA Fragmentation (p = 0.037). A significant relationship was found between TAS level and sperm motility (p = 0.047) and blastocyst growth rate (p = 0.023), and between TOS level and progressive motility rate of sperm (p = 0.053). A significant correlation was found between PKA level and progressive sperm motility (p = 0.056), and a relationship between p-PKA, the activated form of this protein, and fertilization rate (p = 0.023). According to our findings, we may conclude that oxidative stress in semen activates the cAMP-mediated PKA pathway, this pathway disrupts the sperm DNA and chromatin structure, and reduces sperm motility and fertilization rates after ICSI. More studies are needed to provide more evidence to the subject.