Epignetic Modifications of the Sperm and the Application in Clinical Practice of Human Assisted Reproduction Therapy

Abstract

Základ zdravého embryonálního vývoje je položen už v průběhu gametogeneze. V současné době, v souladu s nárůstem procenta párů, které nemohu počít dítě přirozenou cestou, centra asistované reprodukce zaznamenávají svůj rozmach. Právě proto, porozumění biologie gamet a toho, co předávají embryu, je klíčem k léčbě neplodných párů a cestou k zdravému embryonálnímu vývoji. Proto se tato studie zaměřuje na epigenetický kód gamet, s prediktivním potenciálem, a na faktory, které epigenetický kód utváří. V souladu s předpokladem, že jsou vybrané molekulární faktory použitelné jako markéry kvality, byl studován vliv environmentálního polutantu bisfenolu S (BPS) na kvalitu zárodečných buněk a spermií s cílem identifikovat markery kvality gamet, použitelné pro screening spermií a jejich selekci pro účely asistované reprodukce. Pro dosáhnutí daných cílů byly použity vzorky lidských spermií, zárodečné buňky experimentálních myší kmene ICR a kančí spermie. Vzorky byly podrobeny analýzám pomocí průtokové cytometrie, immunocytochemie a western blotu. Experimentální práce byla schválena Etickou komisí FN Plzeň, resp. probíhala v souladu se schváleným projektem pokusu na experimentálních zvířatech. Studie provedená na lidských spermiích detekovala metylovaný histon H3 na lysinu K4 (H3K4me2) jako potencionální...

Basement of healthy embryo development comes from quality of oocytes and spermatozoa. Today, when percentage of couples suffering infertility together with assisted reproductive therapy (ART) is increasing, understanding to gamete biology and heritable epigenetic code is crucial. The study is focused on promising epigenome based markers that could serve as indicators of gamete quality for either their screening or selection for ART. Accordingly selected markers were used for the investigation of environmental pollutant bisphenol S (BPS) effect on gametes quality. To obtain these aims, we have used human semen samples, boar semen samples and ICR mice gametes. Samples were analyzed by flow cytometry, immunocytochemistry and western blot analysis. All experimental work was in accordance with Ethics committee University Hospital in Pilsen and approved experimental designs for appropriate experimental animal project. In the study, we detected the dimethylation of histone H3 on lysine K4 (H3K4me2) as potential epigenetic marker of sperm quality and chromatin immaturity. Secondly, we observed the role of the gasotransmitter hydrogen sulphide (H2S) as anti-capacitating agents, slowing down capacitation possibly through post-translational modification of proteins. Thirdly, SIRT1 histone deacetylase was...