Спосіб прогнозування імунозалежного чоловічого непліддя

Реферат: Спосіб прогнозування імунозалежного чоловічого непліддя включає визначення прозапальних та антизапальних цитокінів у сім'яній рідині. Визначають співвідношення між рівнями цитокінів та семіологічним параметром (густиною еякуляту): spTNF-/spIL-10, spTNF-/spIL-6, spTGF1/густина еякуляту, spIL-6/spIL-10 - і при показнику співвідношення spTNF-/spIL-10, який становить 0,60-0,80 і вище, при показнику співвідношення spTNF-/spIL-6, який становить 0,600,80 і вище, при показнику співвідношення spTGF-1/густина еякуляту, який становить 0,60-0,80 і вище, та при показнику співвідношення spIL-6/spIL-10, який становить 0,15-0,10 і нижче, встановлюють негативний прогноз фертильної функції. UA 102015 U (12) UA 102015 U UA 102015 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі медицини, зокрема урології та клінічної імунології, і може бути застосована для прогнозування імунозалежного чоловічого непліддя за співвідношеннями між цитокінами для визначення прогнозу фертильності у пацієнтів із непліддям різного генезу. На сьогоднішній день відомо, що у 45-50 % неплідних пар провідною причиною є так званий "чоловічий фактор", проте при рутинному обстеженні у 30-45 % таких чоловіків не виявляють патологічних змін параметрів еякуляту. Рутинна діагностика непліддя оправдовує себе тільки у 10-15 % неплідних пар. Формування чоловічого непліддя залежить від наявності базового захворювання та/або ряду факторів ризику. Крім анатомічних та генетичних факторів, чоловіче непліддя може бути спричинене системними хворобами, пухлинами (включно із лімфомами, лейкемією), варикоцелє та іншими. Дисфункція яєчок, яка також спричиняє непліддя, може бути мультифакторіальною, особливо у пацієнтів із хронічними хворобами. Запальні процеси, хронічна ниркова недостатність, імуносупресивне лікування та генетичні дефекти (синдром Klinefelter, мікроделеція Y-хромосоми), антиспермальний імунітет також можуть впливати на фертильність чоловіків [1]. Мікроскопічно еякулят від плідних та неплідних чоловіків є подібним. Проводиться пошук нових параметрів еякуляту, які були б більш відповідними для постановки діагнозу непліддя [2], зокрема, йдеться про цитокіни. Найбільшим джерелом цитокінів є тканина яєчок, тобто тестикулярні макрофаги (продукують IL-1 та IL-6) та тестикулярні соматичні клітини, включно із клітинами Лейдіга та Сертолі [3]. Соматичні тестикулярні клітини (Сертолі, Лейдіга, перитубулярні) при нормальних фізіологічних станах продукують цитокіни, такі, як інтерлейкін-1 (IL-1), інтерлейкін-6 (IL-6), які беруть участь у сперматогенезі та дозріванні сперматозоїдів [4]. Цитокіни задіяні у нормальне функціонування чоловічих статевих гонад, свідченням цього є їх присутність у сім'яній плазмі [5]. Це такі цитокіни, як інтерлейкіни (ILs), зокрема IL-1α та IL-1β, IL2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-10, IL-11, IL-12, IL-13, IL-17, IL-18, їх розчинні рецептори та антагоністи, зокрема, IL-1RA, sR IL-2, sR IL-6, пухлинонекротизуючий або цитолітичний фактор TNF-α, ростові фактори - родина трансформуючого фактора росту TGF (α-, β- та γ), гранулоцитарний колонієстимулюючий ростовий фактор GM-CSF, хемокіни -макрофагальний білок запалення альфа МІР-1α та бета МІР-β [6]. Цитокіни можуть діяти як аутокринний фактор, але також у паракринний спосіб під час сперматогенезу, дозріванні сперматозоїдів, русі сперматозоїдів та протягом процесу запліднення [7]. Цитокіни впливають на фізіологічні процеси репродукції та регулюють фертильність. TNF-α (tumor necrosis factor - пухлинонекротизуючий фактор), інтерлейкіни та розчинні рецептори до цитокінів синтезуються також імунними клітинами, мезенхімальними клітинами, клітинами Сертолі та сперматогоніями. Такі цитокіни, як IL-6, IL-8 та TNF-α є природніми складовими сім'яної рідини чоловіка. У сім'яній рідині неплідних чоловіків рівень IL-6 є суттєво вищим, ніж у плідних, також є чітка негативна кореляція з кількістю сперматозоїдів [8]. Яєчка є імунологічно привілейованими органами. Суть імунологічної толерантності полягає в тому, що імунна система чоловіка не реагує на аутоантигени, наявні на зрілих статевих клітинах. Цей імунологічний феномен потрібний для сперматогенезу. Механізм, що захищає яєчка від аутоагресії (формування аутоімунної хвороби), це імунологічний/анатомічний бар'єр кров - яєчка (blood-tetis barrier - ВТВ), який захищає антигени статевих клітин від контакту з імунними клітинами та переходу антитіл із ендотелію до просвіту семінофорних канальців. Імуносупресивні фактори, синтезовані макрофагами, клітинами Сертолі та Лейдіга, перитубулярними клітинами, обмежують присутність активованих Т-лімфоцитів (особливо Тцитотоксичних CD8+) таTreg-лімфоцитів (Т-регуляторно-супресорних CD4+/ CD25+), які повинні виконувати свою супресорну дію. Баланс між запаленням та імунопривілейованим статусом у монаді залежить, поміж інших, від функцій цитокінів, які виконують обидві ролі - прозапальних медіаторів та інгібіторів. ВТВ-регуляція виконується трансформуючим фактором росту TGF-β та пухлинонекротизуючим фактором TNF-α. TNF-α, TGF-β2, та TGF-β3 разом із тестостероном регулюють сперматогенез [9]. TNF-α переважно синтезується термінальними клітинами та активує інтерстиціальні макрофаги [10], і його функція є відмінною від інших цитокінів та полягає у дії на андрогенні рецептори, що підвищує активність тестостерону [11]. Цитокіни з родини TNF підтримують виживання клітин протягом сперматогенезу. TNF-α впливає на концентрацію сперматозоїдів порізному. Знайдено суттєвий зв'язок підвищеного рівня TNF-α у сім'яній рідині із пошкодженням ДНК/хроматину у сперматозоїдах та зниженням рухливості сперматозоїдів (прогресивної та тотальної) [12]. 1 UA 102015 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Високі рівні прозапальних цитокінів у сім'яній рідині можуть впливати на якість параметрів еякуляту - кількість сперматозоїдів, рухливість та морфологію, здатність пенетрувати ооцит. Прозапальні цитокіни здійснюють плейотропні ефекти, діють синергічно, доповнюють один одного або є антагоністами щодо своїх функцій (впливів) на клітини-мішені. Стандартне обстеження еякуляту слабко відображає фертильний потенціал чоловіка, а визначення цитокінів ще не стало рутинною лабораторною процедурою. Все це є підставою для пошуку нових біомаркерів, таких, як прозапальні цитокіни, синтезовані у сім'яній рідині. Визначення певних цитокінів може служити клінічними маркерами чоловічого непліддя. Місцева активність біологічних субстанцій, синтезованих лейкоцитами при запальних реакціях, взаємно пов'язана із іншими запальними медіаторами (бактерії, лейкоцити, прозапальні цитокіни) - це базис, на якому часто розвиваються клінічні ускладнення. Існує ряд медіаторів запальної реакції, які впливають на якісні та кількісні зміни кисневого метаболізму в еякуляті і не спостерігаються у здорових чоловіків та нездорових пацієнтів із патологічними станами in situ. Визначення концентрації прозапальних цитокінів у сім'яній рідині може бути чутливим маркером присутності інфекції чи раннього запалення чоловічого статевого тракту та сигналом для призначення антизапального лікування [13]. Відомий спосіб визначення ризику формування непліддя за співвідношенням spTNF-α/sIL-10 та spIL-6/spIL-10 (Vera О., Vasqucz L.A., Munos M.G. Semen quality and presence of cytokined in seminal fluid of bull ejaculates. Theriogenology 60 (2003) 553-558 [14]. Основними функціями нормальної сім'яної рідини є забезпечення транспорту сперматозоїдів, їх виживання і, таким чином, підвищення фертильності. Серед компонентів сім'яної рідини є також імунорегуляторні фактори. Їх функцією на місцевому рівні є модуляція імунної відповіді жінки щодо спермальних антигенів, з якими вона стикається під час статевого життя. Локальна імуносупресія, яку забезпечує сім'яна рідина, сприяє інфікуванню вірусами та бактеріями, які можуть бути присутніми в еякуляті та визначають сім'яну рідину як агента для хвороб, що переносяться статевим шляхом. Вимірювання концентрації цитокінів у сім'яній рідині проводять не тільки для визначення їх синтезу, але і для відображення взаємодій цитокіни - сперматозоїди. Такий цитокін, як TNF-α знижує рухливість сперматозоїдів людини та підвищує продукцію вільних кисневих радикалів людськими сперматозоїдами. Метою цієї роботи було визначення таких якісних характеристик еякуляту: концентрація сперматозоїдів, рухливість сперматозоїдів, морфологія сперматозоїдів биків в порядку кореляції цих параметрів із концентрацією цитокінів у сім'яній рідині. Показана негативна кореляція між рівнями IL-6/ IL-10 та IL-6/ TNF-α. Позитивна кореляція була виявлена щодо IL-10/рухливість сперматозоїдів. Обстежено шість биків. Двоє з них мали вищі концентрації IL-6, ніж IL-10, а чотири тварини мали вищі концентрації IL-10, ніж IL-6. Подібні тенденції були знайдені у тих же тварин стосовно IL-6 та TNF-α. Автори цих співвідношень стверджують, що підвищені рівні TNF-α є асоційовані із механізмами, за допомогою яких ці цитокіни можуть здійснювати антизапальну репаративну функцію у статевій системі. Отримані дані показали, що TNF-α проявляє не тільки прозапальну активність, але і відіграє важливу роль у негативній регуляції запального процесу. Ці дані пояснюють строгу кореляцію, знайдену між рівнями TNF-α та IL-10 у сім'яній рідині биків, адже IL-10 відомий як антизапальний цитокін, який до того ж захищає виживання сперматозоїдів. Оскільки рівень IL-10 у здорових особин є підвищеним, можна стверджувати, що його функція у чоловічому статевому тракті - підтримка імунологічного балансу та уникнення пошкодження сперматозоїдів. Цей імунорегуляторний баланс характеризує співвідношення IL-6/ IL-10 у сім'яній рідині. Недоліками цього способу є те, що діагноз щодо фертильності встановлюють тільки на основі твердження, що цитокіни продукуються при підвищених кількостях лейкоцитів, тобто при гострому запаленні/інфекції. Окрім того, висновки зроблено на матеріалі від невеликої кількості тварин (тільки на шести биках). Відомий спосіб визначення чоловічого непліддя шляхом визначення співвідношення spTNFα/spIL-6 (Camejo M.I., Segnini A., Proverbio F. Interleukin-6 (IL-6) in seminal plasma of infertile men, and lipid peroxidation of their sperm. Arch Androl 2001 Apr-Jim; 47(2):97-101) [15]. Автори визначали spTNFα, spIL-6 у 37 неплідних та 14 плідних чоловіків, порівнювали його із рівнем малонового діальдегіду (МДА) - маркера пероксидації ліпідів у мембрані сперматозоїдів. Кореляція між рівнями spIL-6 та spTNFα у сім'яній рідині і рівнями пероксидації мембран сперматозоїдів (величина МДА) була статистично підвищена. Концентрація spIL-6 у сім'яній рідині неплідних чоловіків була статистично достовірно вищою, ніж у плідних чоловіків (р