Azospermik olgulardan alınan tese dokularını mikrobiyota yönünden analizinin erkek infertilitesi ile ilişkisinin araştırılması
Investigation of male infertiliy association with microbiota analysis of the tese tissue from azoospermic cases
Yazar: AYŞE ALTUN
Danışman: PROF. DR. İLKNUR KESKİN
İstanbul Medipol Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology

Özet:
Mikrobiyota, insan vücudunun belirli bölgelerine yerleşmiş mikroorganizma topluluklarıdır. Bakteriyel mikrobiyom (BM) ise bakteri hücresi dışı mikro çevre bileşeni olarak tanımlanmıştır. Son yıllarda mikrobiyotanın insan sağlığı üzerindeki potansiyel etkileri hakkında daha fazla veri elde edilmiş ve bazı hastalıkların patofizyolojisinde mikrobiyotanın rol oynadığına dair güçlü kanıtlara ulaşılmıştır. Bu durum, birçok farklı branşın insan mikrobiyotasına ilgi duymasına neden olmuş ve bu konu üzerine yapılan çalışmalar önemli ölçüde artmıştır. Ayrıca, günümüzde patojen odaklı çalışan tıbbi mikrobiyoloji laboratuvarları için, insan florasında bulunan ve patojen olmayan yüzlerce bakteri, mantar ve virüsün tanımlanması gerekliliği ortaya çıkmıştır. Erkek infertilitesinin genitoüriner sistem enfeksiyonları ile ilişkisi ve doğrudan mikrobiyal etkiye bağlı olup olmadığı henüz belirlenememiştir. Çalışmamızda mikroskobik testiküler sperm ekstraksiyonu (m-TESE) yöntemiyle elde edilen testis dokuları kullanılmıştır. İnfertil erkek hastalara ait ejakülatta sperm varlığı gözlenen testis dokusu kontrol grubu olarak belirlenirken, azospermi olduğu bilinen hastalardan elde edilen sperm içeren ve sperm içermeyen testis dokuları çalışma grupları olarak belirlenmiştir. Testiküler dokuların mikrobiyota içeriğine bakılmış ve mikrobiyota ile spermatogenez ilişkisi araştırılmıştır. Kontrol grubuna ait testis dokularında mikrobiyota gözlenmemiştir. Sperm içeren TESE (+) ve sperm içermeyen TESE (-) çalışma gruplarına ait testis dokularında ise Kan-Testis Bariyerinde (KTB) bozulma olan örneklerde mikrobiyotaya rastlanmıştır. Elde ettiğimiz bulgulara göre, kontrol grubunda bütünlüğünü korumuş seminifer tübül yapısı gözlenirken TESE (+) ve TESE (-) gruplarda seminifer tübül yapısının bozulma görülmüştür. Kontrol grubunda ve sperm içeren testis dokusunda KTB yapısında bulunan Zonula Okludens-1 (ZO-1) ekspresyonu normal olarak gözlenmiştir. Sperm içermeyen testis dokularında ise bazı tübül yapılarında Sertoli hücrelerinin lateral yüzeyleri boyunca ZO-1 ekspresyonu gözlenirken, bazılarında ZO-1 ekspresyonu gözlenmemiştir. Geçirimli elektron mikroskobu ile hücreler arası sıkı bağlantı yapısı üzerine elde ettiğimiz bulgular, ışık mikroskobu bulgularımızı destekler niteliktedir. Bu bilgiler ışığında Sertoli hücrelerindeki azalmış ZO-1 ekspresyonunun artmış mikrobiyota varlığıyla ilişkili olarak spermatogenez sürecini etkileyebileceği düşünülmektedir. Sertoli hücreleri arasındaki sıkı bağlantıların spermatogenezde rolü olduğu bilinmektedir. Çalışmamızda, azospermik hastalara ait KTB'nde bozulma gözlenen testis dokularında Neisseria gonorrhoeae bakterisi immünfloresan yöntemlerle gösterilmiştir. Ayrıca gram boyama ile negatif çomak ve pozitif kok varlığı gösterilerek yeni nesil dizileme yöntemi ile yapılan genetik tabanlı analizlerle mikrobiyota varlığı kanıtlanmıştır. Bu doğrultuda KTB'nin bozulmasıyla ilişkili olarak lenfatik veya hematojen yolla testise bakteri taşınmasının infertiliteye neden olabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Microbiota refers to microorganism colonies that inhabit precise parts of the human body. The bacterial microbiome (BM) is defined as an extracellular microenvironmental component. In recent years, more data has been obtained about the potential effects of microbiota on human health, and strong evidence has shown their role in the pathophysiology of some diseases. This has caused the interest of many different branches for human microbiota research and studies on this issue, have significantly increased. Moreover, the identification necessity of hundreds of bacteria, fungi, and viruses that are non-pathogens and comprise the human body has emerged for pathogen research in medical microbiology laboratories today. Male infertility association with genitourinary system infections and its connection with the direct microbial effect have not been determined yet. In our study, testis tissue was used by the microscopic testicular sperm extraction (m-TESE) method. Ejaculations which are known for their sperm content, from infertile male patients were used as the control group while sperm-containing and not-containing testicular tissue from azoospermia patients were used as the study group. The microbiota content of the testicular tissue was investigated and the association between microbiota and spermatogenesis were studied. There was no microbiota in the control group testicular tissue. Microbiota was detected in the samples with deteriorated blood-testis barrier (BTB) of the TESE (+) and TESE (-) groups. According to our findings, intact seminiferous tubule structure was observed in the control group, while tubules deteriorated in the TESE (+) and TESE(-) groups. Zonula-occludens (ZO-1) expressions were normal pertaining to BTB in the control and the sperm-containing testis groups. ZO-1 expressions were detected in Sertoli cells in some tubule structures of the testis tissue not containing sperm. Electron microscope findings of the intracellular tight junctions were supporting the results from the light microscope. With regard to these findings, the deteriorated ZO-1 expression may effect spermatogenesis in the Sertoli cells as related to the increased microbiota. Tight junctions between the Sertoli cells are known to play role in spermatogenesis. In our study, Neisseria gonorrhoeae bacteria were demonstrated by immunofluorescence methods in testicular tissues of azoospermic patients with impaired BTB. In addition, negative rod and positive cocci were shown by gram staining, and microbiota was proved by genetic basis analysis with next-generation sequencing. Accordingly, bacterial infections transmitted through lymphatic or hematogenic routes to the testis may cause infertility.