بررسی اثر عفونت القایی اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس بر پارامترهای اسپرم انسان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده علوم‌ زیستی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران

2 استادیار، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده علوم‌ زیستی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران

3 استاد تمام، گروه علوم تشریح، دانشکده پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

4 استادیار، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم‌ زیستی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران

چکیده

مقدمه: ناباروری یکی از شایع‌ترین مشکلات بهداشت جهانی است. عفونت‌های باکتریایی مایع منی و دستگاه تناسلی به‌عنوان یکی از دلایل کاهش باروری در مردان مطرح می‌باشند. اختلال در اسپرماتوژنز و نقص در عملکرد اسپرم می‌تواند حاصل واکنش‌های سلولی علیه عوامل میکروبی و تأثیر مستقیم باکتری بر سلول‌های جنسی باشد. شناخت نحوه تداخل عفونت‌های باکتریایی با فرایندهای فیزیولوژیک تولید مثل، نقش مهمی در درمان مردان مبتلا دارد. در این ارتباط، مطالعه حاضر با هدف تعیین اثر مستقیم هر‌یک از سویه‌های باکتری اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس بر حرکت، مورفولوژی و قدرت بقای اسپرم در شرایط In vitro و مقایسه اثرات این دو باکتری با یکدیگر انجام شد.
مواد و روشها: 33 نمونه مایع منی از مردان مراجعه‌کننده به مرکز درمان ناباروری "نیکان" تهران در سال 1397 جمع‌آوری گردید. اسپرم‌های متحرک به ‌روش Swim up جدا شدند و در ادامه هر نمونه به سه بخش مساوی تقسیم گشت. بخش‌های اول و دوم به‌عنوان گروه‌های آزمون به‌ترتیب با سویه‌‌های باکتری اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس در غلظت مشخص انکوبه شدند و بخش سوم به‌عنوان گروه کنترل بدون افزودن باکتری تحت شرایط مشابه قرار گرفت. پس از 90 دقیقه انکوباسیون در دمای 37 درجه سلسیوس، پارامترهای اسپرم سنجیده شدند و یافته‌ها با استفاده از آزمون‌های آماری مقایسه گردیدند.
یافته‌ها: نتایج نشان دادند که آلودگی با باکتری‌های اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس باعث کاهش معنا‌دار مورفولوژی و حرکت و بقای اسپرم‌های گروه کنترل نسبت به گروه آزمون می‌شود (05/0>P).
نتیجهگیری: تماس باکتری‌ها با اسپرم می‌تواند منجر به آسیب و کاهش کیفیت و عملکرد آن (حرکت، مورفولوژی و زنده‌بودن) شده و بر پتانسیل باروری مردان به شکل منفی تأثیر ‌بگذارد.

کلیدواژه‌ها


  1. Sanocka D, Fra̧czek M, Jȩdrzejczak P, Szumała-Ka̧kol A, Kurpisz M. Male genital tract infection: an influence of leukocytes and bacteria on semen. J Reprod Immunol. 2004; 62(1-2):111-24.
  2. Agyepong E, Bedu-Addo K. Semen parameters and the incidence and effects of bacteriospermia in male partners of infertile couples attending a fertility clinic in the Kumasi Metropolis, Ghana. Int J Reprod Contracept Obstet Gynecol. 2019; 8(1):99-107.
  3. Pellati D, Mylonakis I, Bertoloni G, Fiore C, Andrisani A, Ambrosini G, et al. Genital tract infections and infertility. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2008; 140(1):3-11.
  4. Keck C, Gerber-Schäfer C, Clad A, Wilhelm C, Breckwoldt M. Seminal tract infections: impact on male fertility and treatment options. Hum Reprod Update. 1998; 4(6):891-903.
  5. Dahlberg B. Asymptomatic bacteriospermia: cause of infertility in men. Urology. 1976; 8(6):563-6.
  6. Kline KA, Lewis AL. Gram-positive uropathogens, polymicrobial urinary tract infection, and the emerging microbiota of the urinary tract. Microbiol Spectr. 2016; 4(2):1128.
  7. Ricci S, De Giorgi S, Lazzeri E, Luddi A, Rossi S, Piomboni P, et al. Impact of asymptomatic genital tract infections on in vitro Fertilization (IVF) outcome. PloS One. 2018; 13(11):e0207684.
  8. Mehta R, Sridhar H, Vijay Kumar B, Kumar TA. High incidence of oligozoospermia and teratozoospermia in human semen infected with the aerobic bacterium Streptococcus faecalis. Reprod Biomed Online. 2002; 5(1):17-21.
  9. Virecoulon F, Wallet F, Fruchart‐Flamenbaum A, Rigot JM, Peers MC, Mitchell V, et al. Bacterial flora of the low male genital tract in patients consulting for infertility. Andrologia. 2005; 37(5):160-5.
  10. Bhatt CP, Mishra S, Bhatt A, Lakhey M. Bacterial pathogens in semen culture and their antibiotic susceptibility pattern in vitro. Int J Biomed Res. 2015; 6(11):909-14.
  11. Wolff H, Panhans A, Stolz W, Meurer M. Adherence of Escherichia coli to sperm: a mannose mediated phenomenon leading to agglutination of sperm and E. coli. Fertil Steril. 1993; 60(1):154-8.
  12. Monga M, Roberts JA. Spermagglutination by bacteria: receptor‐specific interactions. J Androl. 1994; 15(2):151-6.
  13. Diemer T, Huwe P, Michelmann H, Mayer F, Schiefer H, Weidner W. Escherichia coli-induced alterations of human spermatozoa. An electron microscopy analysis. Int J Androl. 2000; 23(3):178-86.
  14. Villegas J, Schulz M, Soto L, Sanchez R. Bacteria induce expression of apoptosis in human spermatozoa. Apoptosis. 2005; 10(1):105-10.
  15. Fraczek M, Piasecka M, Gaczarzewicz D, Szumala‐Kakol A, Kazienko A, Lenart S, et al. Membrane stability and mitochondrial activity of human‐ejaculated spermatozoa during in vitro experimental infection with Escherichia coli, Staphylococcus haemolyticus and Bacteroides ureolyticus. Andrologia. 2012; 44(5):315-29.
  16. Kaur K, Prabha V. Sperm impairment by sperm agglutinating factor isolated from Escherichia coli: receptor specific interactions. Biomed Res Int. 2013; 2013:548497.
  17. Becker R, Bubeck JW. Staphylococcus aureus and the skin: a longstanding and complex interaction. Skinmed. 2015; 13(2):111-9.
  18. Goetghebeur M, Landry PA, Han D, Vicente C. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus: a public health issue with economic consequences. Can J Infect Dis Med Microbiol. 2007; 18(1):27-34.
  19. Gupta S, Prabha V. Human sperm interaction with Staphylococcus aureus: a molecular approach. J Pathog. 2012; 2012:81536.
  20. Li B, Yang X, Ye JZ, Chen HL, Hou YB, Du J, et al. Spermatozoal immobilization ability and virulence genes of Staphylococcus aureus isolated from the semen of infertile men. Zhonghua Nan Ke Xue. 2015; 21(10):881-6.
  21. Liu JH, Li HY, Cao ZG, Duan YF, Li Y, Ye ZQ. Influence of several uropathogenic microorganisms on human sperm motility parameters in vitro. Asian J Androl. 2002; 4(3):179-82.
  22. Paulson JD, Polakoski KL. Isolation of a spermatozoal immobilization factor from Escherichia coli filtrates. Fertil Steril. 1977; 28(2):182-5.
  23. Purvis K, Christiansen E. Infection in the male reproductive tract. Impact, diagnosis and treatment in relation to male infertility. Int J Androl. 1993; 16(1):1-13.
  24. Robinson C, Roberts P, Matson P. Sperm motility assessment using computer assisted semen analysis (CASA): a comparison of standard microscope slides and coverslips and the 20 µm MicroCell™. J Reprod Stem Cell Biotechnol. 2018; 7:1-8.
  25. World Health Organization. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. Geneva: World Health Organization; 2010.
  26. Eduardo LG, Ramirez BS, Maribel CF, Pescador M, Nieto IG, Cruz JM. Low accuracy of the McFarland method for estimation of bacterial populations. Afr J Microbiol Res. 2018; 12(31):736-40.
  27. Althouse GC, Lu KG. Bacteriospermia in extended porcine semen. Theriogenology. 2005; 63(2):573-84.
  28. Morrell J, Wallgren M. Removal of bacteria from boar ejaculates by Single Layer Centrifugation can reduce the use of antibiotics in semen extenders. Anim Reprod Sci. 2011; 123(1-2):64-9.
  29. Pinart E, Domènech E, Bussalleu E, Yeste M, Bonet S. A comparative study of the effects of Escherichia coli and Clostridium perfringens upon boar semen preserved in liquid storage. Anim Reprod Sci. 2017; 177:65-78.
  30. Joshi C. Sperm preparation techniques and its modification according to different sperm seminopathy. Practical Guide in Andrology and Embryology. London: JP Medical Publishers; 2018. P. 56.
  31. Li J, Li B, Song J, Liu H, Bi W, Dong G, et al. Characteristic and mechanism of immobilization effect of Staphylococcus aureus on human spermatozoa. Microb Pathog. 2018; 119:28-34.
  32. Chomean S, Sukanto T, Piemsup A, Chaiya J, Saenguthai K, Kaset C. Evaluation of black glutinous rice (Oryza sativa L) extract as a novel nuclear stain for human sperm head assessment by microscopic examination. Clin Exp Reprod Med. 2019; 46(2):60-6.
  33. Czubaszek M, Andraszek K, Banaszewska D, Walczak-Jędrzejowska R. The effect of the staining technique on morphological and morphometric parameters of boar sperm. PloS One. 2019; 14(3):e0214243.
  34. Abera B, Biadegelgen F, Bezabih B. Prevalence of Salmonella typhi and intestinal parasites among food handlers in Bahir Dar Town, Northwest Ethiopia. Ethiopian J Health Dev. 2010; 24(1):47-50.
  35. Croxen MA, Finlay BB. Molecular mechanisms of Escherichia coli pathogenicity. Nat Rev Microbiol. 2010; 8(1):26-38.
  36. Sanocka-Maciejewska D, Ciupińska M, Kurpisz M. Bacterial infection and semen quality. J Reprod Immunol. 2005; 67(1-2):51-6.
  37. Dalet F, Segovia T, Del Rio G. Frequency and distribution of uropathogenic Escherichia coli adhesins: a clinical correlation over 2,000 cases. Eur Urol. 1991; 19(4):295-303.
  38. Kaur K, Prabha V. Spermagglutinating Escherichia coli and its role in infertility: in vivo study. Microb Pathog. 2014; 69-70:33-8.
  39. Fowler JE, Mariano M. Bacterial infection and male infertility: absence of immunoglobulin A with specificity for common Escherichia coli 0-serotypes in seminal fluid of infertile men. J Urol. 1983; 130(1):171-4.
  40. Torki A, Khalili MB, Ghasemzadeh J. Association of E. coli in the semen with male infertility in Infertility Research Center of Shahid Sadoughi University
    of Medical Sciences in Yazd. Res Med. 2016;
    40(1):12-6.
  41. Baud D, Pattaroni C, Vulliemoz N, Castella V, Marsland B, Stojanov M. Sperm microbiota and its impact on semen parameters. Front Microbiol. 2019; 10:234.
  42. Onyebuchi AK, Ifeoma EC, Mamah J, Iwe B, Afogu E, Obi VO. Seminal fluid analysis of male partners of infertile couples in Abakaliki, Ebonyi State, Nigeria. Trop J Obstet Gynaecol. 2018; 35(3):261-5.
  43. Nasrallah YS, Anani M, Omar HH, Hashem AA. Microbiological profiles of semen culture in male infertility. Hum Androl. 2018; 8(2):34-42.
  44. Sule-Odu A, Oladapo O, Jagun O, Awosile J. Microbial isolates and HIV infection in couples attending fertilityclinics in Sagamu, Nigeria. J Obstet Gynaecol. 2005; 25(7):685-8.
  45. Ohri M, Prabha V. Isolation of a sperm-agglutinating factor from Staphylococcus aureus isolated from a woman with unexplained infertility. Fertil Steril. 2005; 84(5):1539-41.
  46. Teague NS, Boyarsky S, Glenn JF. Interference of human spermatozoa motility by Escherichia coli. Fertil Steril. 1971; 22(5):281-5.
  47. Tremellen K. Oxidative stress and male infertility--a clinical perspective. Hum Reprod Update. 2008; 14(3):243-58.
  48. Diemer T, Huwe P, Ludwig M, Schroeder‐Printzen I, Michelmann H, Schiefer H, et al. Influence of autogenous leucocytes and Escherichia coli on sperm motility parameters in vitro. Andrologia. 2003; 35(2):100-5.
  49. Schulz M, Sánchez R, Soto L, Risopatrón J, Villegas J. Effect of Escherichia coli and its soluble factors on mitochondrial membrane potential, phosphatidylserine translocation, viability, and motility of human spermatozoa. Fertil Steril. 2010; 94(2):619-23.
  50. Diemer T, Ludwig M, Huwe P, Hales DB, Weidner W. Influence of urogenital infection on sperm function. Curr Opin Urol. 2000; 10(1):39-44.
  51. Prabha V, Gupta T, Kaur S, Kaur N, Kala S, Singh A. Isolation of a spermatozoal immobilization factor from Staphylococcus aureus filtrates. Can J Microbiol. 2009; 55(7):874-8.
  52. Moskovtsev SI, Lecker I, Mullen JB, Jarvi K, Willis J, White J, et al. Cause-specific treatment in patients with high sperm DNA damage resulted in significant DNA improvement. Syst Biol Reprod Med. 2009; 55(2-3):109-15.
  53. Menkveld R. Leukocytospermia. In: Daya S, Harrison RF, Kempers RD, editors. Advances in fertility and reproductive medicine. New York: International Congress Series; 2004.