Obez erkeklerde semen mikrobiyomunun yeni nesil dizileme ile fertilite açısından değerlendirilmesi
Evaluation of the semen microbiome for fertility in obese men with next-generation sequencing
Yazar: ELZEM NİSA ALKAN
Danışman: PROF. DR. SEZGİN GÜNEŞ
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology ; Üroloji = Urology
Dizin: Azospermi = Azoospermia ; DNA dizileme = DNA sequencing ; Genler-bakteriyal = Genes-bacterial ; Mikrobiyal flora = Microbial flora ; Oligoastenozoospermi = Oligoasthenozoospermia ; Oligospermi = Oligospermia

Özet:
Amaç: Tez çalışmasında, obez erkeklerin semenlerinde bulunan mikrobiyal içerik ve çeşitliliğin incelenmesi, infertil ve fertil gruplar arasındaki farklılıkların belirlenmesi, ayrıca seminal mikrobiyotanın semen parametreleri, sperm DNA fragmantasyonu (SDF), sperm kromatin kondensasyonu ve total antioksidan kapasite (TAC) üzerindeki etkilerinin araştırılması hedeflenmiştir. 
Materyal ve metot: Vücut kitle indeksi (BMI) değeri 30 kg/m2'nin üzerinde olan 18-55 yaşları arasında 13 obez infertil ve kontrol grubu olarak 5 obez fertil erkek çalışmaya dahil edilmiştir. Mikrobiyom analizi için 16S ribozomal RNA geninin V3 ve V4 bölgeleri, yeni nesil dizileme tekniklerinden amplikon dizileme yöntemiyle dizilenmiştir. SDF, TUNEL testi ile TAC, ELISA testi ile ve histonca zengin sperm yüzdesi, anilin mavisi boyama yöntemi ile analiz edilmiştir.
Bulgular: Her iki grupta da en bol bulunan bakterilerin Bacillota, Pseudomonadota,  Actinomycetota ve Bacteroidota şubelerine ait olduğu görüldü. Cins düzeyinde en yaygın bulunan bakteriler ise iki grupta da benzer dağılımlara sahip olan Pseudescherichia, Staphylococcus, Paenibacillus, Streptococcus, Klebsiella ve Moraxella olarak belirlendi. TAC değerleri, infertil grupta 2,87 ± 0,21 ve kontrol grubunda 2,69 ± 0,20 ortalamaya sahipti. SDF'in obez infertil erkeklerde (ort: 1,39 ± 3,27), obez fertil erkeklerden (ort: 12,10 ± 4,93) daha yüksek olduğu görüldü. Kontrol grubunda histonca zengin sperm yüzdesi değerlerinin (ort: 33,68 ± 15,65) infertil gruptan (ortalama: 48,15 ± 19,14) daha düşük olduğu gözlemlendi. Ancak, bu farklılıklar istatistiksel olarak anlamlı değildi (sırasıyla, p=0,127; p=0,564; p=0,172). Anilin pozitif sperm yüzdesi ile motilite (p<0,0001), sperm konsantrasyonu (p=0,0001) ve total sperm sayısı (p=0,001) arasında negatif yönlü ilişki gözlendi. Brevibacterium, Paenibacillus, Alistipes, Lactiplantibacillus, Rhizobacter, Sphingomonas ve Veillonella cinslerinin sperm DNA fragmantasyonu; Pantoea, Devosia, Bacteroides, Acidovorax cinslerinin total antioksidan kapasite; Fusobacterium cinsinin anilin pozitif sperm yüzdesi; Corynebacterium, Hydrogenophaga, Paenalcagenes cinslerinin BMI ile korelasyon gösterdiği belirlendi.
Sonuç: Semende bulunan bakteri cinsleri, semen kalitesi, sperm DNA fragmantasyonu veya total antioksidan kapasite üzerinde etkili olarak erkek infertilitesinde rol oynuyor olabilir. Çalışma örnekleminin oldukça küçük oluşu (n=18) göz önünde bulundurulduğunda, daha büyük bir örneklem ile daha anlamlı sonuçlar elde edilmesi beklenebilir.

Abstract:
Objective: In the thesis study, it was aimed to examine the microbial content and diversity in semen samples of obese men, to determine the differences between infertile and fertile groups, and to investigate the effects of seminal microbiota on semen parameters, sperm DNA fragmentation (SDF), sperm chromatin condensation, and total antioxidant capacity.
Material and method: Thirteen obese infertile men aged 18-55 with a BMI over 30 kg/m2 and five obese fertile men as the control group were included in the study. For microbiome analysis, the V3 and V4 regions of the 16S ribosomal RNA gene were sequenced using the amplicon sequencing method, one of the next-generation sequencing techniques. Sperm DNA fragmentation was analyzed by the TUNEL test, total antioxidant capacity was analyzed by the ELISA test and histone-rich sperm percentage was analyzed by the aniline blue staining method.
Results: It was seen that the most abundant bacteria in both groups belonged to the phylum of Bacillota, Pseudomonadota, Actinomycetota and Bacteroidota. The most common bacteria at the genus level were Pseudescherichia, Staphylococcus, Paenibacillus, Streptococcus, Klebsiella, and Moraxella, which had similar distributions in both groups. Total antioxidant capacity values were 2.87 ± 0.21 in the infertile group and 2.69 ± 0.20 in the control group. Sperm DNA fragmentation was found to be higher in obese infertile men (mean: 1.39 ± 3.27) than in obese fertile men (mean: 12.10 ± 4.93). It was observed that histone-rich sperm percentage values in the control group (mean: 33.68 ± 15.65) were lower than the infertile group (mean: 48.15 ± 19.14). However, these differences were not statistically significant (p=0.127; p=0.564; p=0.172, respectively). A negative correlation was observed between the percentage of aniline-positive sperm and motility (p<0.0001), sperm concentration (p=0.0001) and total sperm count (p=0.001). It was determined that Brevibacterium, Paenibacillus, Alistipes, Lactiplantibacillus, Rhizobacter, Sphingomonas and Venlonella genera were correlated with SDF; Pantoea, Devosia, Bacteroides, Acidovorax genera were correlated with TAC, Fusobacterium genera was correlated with the percentage of aniline-positive sperm, and Corynebacterium, Hydrogenophaga, and Paenalcagenes genera were correlated with BMI.
Conclusion: Bacterial species in semen may play a role in male infertility by affecting semen quality, sperm DNA fragmentation or total antioxidant capacity. Considering the relatively small size of the study sample (n=18), more meaningful results can be expected with a larger sample.