The role of long non-coding RNAs in male infertility
Creators: name: Βάσιου, Ελευθερία Παναγιώτη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Ανδρική υπογονιμότητα
Μακρά μη κωδικοποιητικά RNA
Αναπαραγωγική γενετική
Male infertility
Long non-coding RNAs
Reproductive genetics

description: Infertility is one of the most serious health challenges with incidence rates dramatically increasing in recent decades. Over 50% of child-free couples are diagnosed with aberrant sperm parameters, highlighting the need for deep understanding and evaluating the involvement of male variables in the couple's inability to conceive. The genetic background of male individuals is critical for spermatogenesis, and, hence, for reproductive ability. A profusion of genetics research on the male reproductive system supports the notion that besides the protein-coding genes involved in spermatogenesis, various non-coding regulating factors, such as the multiple subtypes of non-coding RNAs, affect the reproductive outcome. Despite the increasing research interest in recent years, there is still a gap in understanding the role of non-coding RNA in health and disease. Based on the above, the present dissertation discusses recent research findings from the global scientific literature on the role of long non-coding RNAs (lncRNAs) in male infertility. LncRNAs are RNAs with a length of more than 200 nucleotides that are not translated into functional proteins but have regulatory functions. More specifically, this dissertation focuses on lncRNA molecules associated with regulating spermatogenesis, hence altering crucial sperm parameters, as well as on the proposed mechanisms. Compiling these data into a comprehensive systematic review could provide valuable insights into the diagnostic and therapeutic potential of lncRNAs in male infertility. Overall, the number of lncRNAs identified in the included studies was significantly high, which did not allow the inclusive discussion of all molecules mentioned in this review. Despite that, this review discusses some of the best-characterized molecules while identifying some that appeared to have similar expression patterns under different conditions. To this date, the most acceptable fact is that long non-coding RNAs influence the regulation of sperm production, maturation, and apoptosis by interacting with a big network of different RNAs, proteins and genes. Nevertheless, these regulatory networks still need to be explored due to their recent characterization and the complexity of the techniques used for their evaluation. Although its importance is frequently highlighted, the research field investigating the roles of long non-coding RNAs in health and disease still needs to be explored. Future research in this field is required and could prove the benefits of long non-coding RNAs as biomarkers for male infertility screening and diagnosis, for treatment of reversible infertility cases or even use as a novel male contraceptive option.
description: Η υπογονιμότητα είναι μία από τις πιο σημαντικές προκλήσεις υγείας με τα ποσοστά εμφάνισης να αυξάνονται δραστικά τις τελευταίες δεκαετίες. Περισσότερο από το 50% των ζευγαριών με αδυναμία σύλληψης έχουν διαγνωσθεί με μη φυσιολογικές παραμέτρους σπέρματος, γεγονός που επισημαίνει την ανάγκη για καλύτερη κατανόηση και διερεύνηση του ανδρικού παράγοντα στην αδυναμία του ζευγαριού να επιτύχει εγκυμοσύνη. Το γενετικό υπόβαθρο του άνδρα είναι εξαιρετικά σημαντικό για τη διαδικασία της σπερματογένεσης, επομένως και της αναπαραγωγικής ικανότητας. Οι έρευνες της γενετικής του ανδρικού αναπαραγωγικού συστήματος υποστηρίζουν πως, πέρα από γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες σημαντικές για την σπερματογένεση, πολλά ακόμα μη κωδικοποιητικά ρυθμιστικά στοιχεία όπως οι διάφοροι τύποι των μη κωδικοποιητικών RNA επηρεάζουν το αποτέλεσμα της αναπαραγωγής. Παρά το αυξανόμενο ερευνητικό ενδιαφέρον των μη κωδικοποιητικών RNA τα τελευταία χρόνια, υπάρχει ακόμα σημαντική έλλειψη γνώσεων γύρω από τη συσχέτιση των μορίων αυτών με την υγεία και παθογένεια. Με βάση τα παραπάνω, η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τα σύγχρονα ερευνητικά ευρήματα της διεθνούς επιστημονικής βιβλιογραφίας σχετικά με τον ρόλο των μακρών μη κωδικοποιητικών RNA (long non-coding RNAs, lncRNAs) στην ανδρική υπογονιμότητα. Τα lncRNAs είναι RNA με μήκος μεγαλύτερο από 200 νουκλεοτίδια, τα οποία δεν μεταφράζονται σε πρωτεΐνες αλλά έχουν ρυθμιστική λειτουργία. Πιο συγκεκριμένα, η εργασία εστιάζει σε μόρια lncRNA που συσχετίζονται με τη ρύθμιση της σπερματογένεσης, τροποποιώντας έτσι σημαντικές παραμέτρους του σπέρματος, καθώς επίσης στους προτεινόμενους μηχανισμούς της διαδικασίας αυτής. Η συγκέντρωση αυτών των δεδομένων σε μια περιεκτική συστηματική ανασκόπηση θα μπορούσε να παρέχει πολύτιμες πληροφορίες για τη διαγνωστική και θεραπευτική προοπτική των lncRNAs στην ανδρική υπογονιμότητα. Συνολικά, ο αριθμός των lncRNA που αναγνωρίστηκαν στις μελέτες που συμπεριλαμβάνει η παρούσα εργασία ήταν εξαιρετικά υψηλός, γεγονός που δεν επιτρέπει την καθολική συζήτηση όλων των αναφερθέντων μορίων αυτής της ανασκόπησης. Παρ’όλα αυτά, η παρούσα εργασία εξετάζει κάποια από τα καλύτερα χαρακτηρισμένα μόρια, καθώς επίσης προσδιορίζει ένα μικρό αριθμό lncRNA που φαίνεται να έχουν παρόμοια πρότυπα έκφρασης υπό διαφορετικές συνθήκες. Μέχρι σήμερα, το πιο ευρέως αποδεκτό γεγονός είναι πως τα lncRNA επηρεάζουν τη ρύθμιση της σπερματογένεσης, της ωρίμανσης, και της απόπτωσης σπερματοζωαρίων μέσω της αλληλεπίδρασής τους με ένα μεγάλο δίκτυο πολλών διαφορετικών RNA, πρωτεϊνών, και γονιδίων. Παρά ταύτα, αυτά τα ρυθμιστικά δίκτυα απαιτούν περαιτέρω διερεύνηση λόγω της πρόσφατης ανακάλυψής τους και της πολυπλοκότητας των τεχνικών που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό τους. Παρά τη συχνή επισήμανση της σημαντικότητας του ερευνητικού πεδίου των lncRNA, ο ρόλος αυτών των μορίων στην παθογένεια χρήζει περαιτέρω διερεύνησης. Μελλοντικές έρευνες σε αυτόν τον τομέα απαιτούνται για να αποδείξουν τα πλεονεκτήματα της χρήσης των lncRNA ως βιοδείκτες για τη διάγνωση και τη θεραπεία της ανδρικής υπογονιμότητας, ή ακόμα και ως μια σύγχρονη μέθοδο αντρικής αντισύλληψης.