A multielement male nutritional supplement (AlphaSperm®) induces novel epigenetic changes in sperm DNA.

چکیده اصلی

Male fertility supplements reduce oxidative stress, but whether they improve fertility is controversial. Since sperm epigenetic patterns correlate with fertility potential, we investigated whether a male fertility supplement (AlphaSperm®) impacts semen parameters or sperm epigenetics. In a prospective, multi-institutional, within-subject study, 3 groups were evaluated: young healthy men < 25 years old (C, n = 11), young infertile men < 40 years old (YI, n = 10), and older infertile men > 40 years old (OI, n = 10). While on daily AlphaSperm® supplementation, subjects provided serial semen samples. Conventional WHO semen parameters, sperm DNA fragmentation, and sperm DNA methylation were assessed at baseline and after 9 months of treatment. Beta values were generated from methylation array data, and differences in regional sperm DNA methylation with treatment were reported as differentially methylated regions (DMRs) by paired sliding-window analyses. The Stanford GREAT gene ontology tool revealed biological pathways associated with DMRs. SpermQT, a clinical diagnostic, was performed on all subjects. AlphaSperm® supplementation did not significantly alter semen parameters or sperm DNA fragmentation within groups. Regional sperm DNA hypermethylation was observed in all groups (eFDR < 0.0001), and mean methylation changes at DMRs ranged from 0.1% to 4.3%. Gene ontological analysis revealed 29 biological pathways significantly altered with treatment in the OI group (adjusted p < 0.05), though their functional significance needs validation. Supplement-induced DMRs included 5 genes whose methylation statuses are correlated with male infertility that were hypermethylated in the OI group; 1 was hypermethylated in the C group. Thus, although semen parameters and DNA fragmentation were largely unaltered, male fertility supplementation induced novel regional sperm DNA hypermethylation, most obvious in older infertile men. This study provides novel insights into the potentially large epigenetic effects of nutritional supplements occurring independent of semen analysis changes. Limitations include small sample size and lack of placebo controls.

ترجمه فارسی چکیده

مکمل‌های باروری مردانه استرس اکسیداتیو را کاهش می‌دهند، اما اینکه آیا باروری را بهبود می‌بخشند، موضوع بحث‌برانگیز است. از آنجا که الگوهای اپی‌ژنتیک اسپرم با پتانسیل باروری همبستگی دارند، بررسی کردیم که آیا یک مکمل باروری مردانه (AlphaSperm®) بر پارامترهای منی یا اپی‌ژنتیک اسپرم تأثیر می‌گذارد. در یک مطالعه پیش‌رونده، چندمؤسسه‌ای و درون‌فردی، ۳ گروه ارزیابی شدند: مردان جوان و سالم کمتر از ۲۵ سال (C، n = ۱۱)، مردان نابارور جوان کمتر از ۴۰ سال (YI، n = ۱۰) و مردان نابارور مسن‌تر از ۴۰ سال (OI، n = ۱۰). در حین مصرف روزانه مکمل AlphaSperm®، شرکت‌کنندگان نمونه‌های منی متوالی ارائه دادند. پارامترهای منی استاندارد WHO، شکستگی DNA اسپرم و متیل‌اسیون DNA اسپرم در پایه و پس از ۹ ماه درمان ارزیابی شدند. مقادیر بتا از داده‌های آرایه متیل‌اسیون تولید شد و تفاوت‌های منطقه‌ای متیل‌اسیون DNA اسپرم با درمان به عنوان مناطق متیل‌اسیون متفاوت (DMRs) گزارش شد. ابزار GREAT GO ژن‌ها مسیرهای بیولوژیکی مرتبط با DMRs را آشکار کرد. SpermQT، یک تشخیص بالینی، در همه شرکت‌کنندگان انجام شد. مکمل‌دهی AlphaSperm® درون گروه‌ها تغییر معناداری در پارامترهای منی یا شکستگی DNA اسپرم ایجاد نکرد. متا-متیل‌اسیون منطقه‌ای DNA اسپرم در همه گروه‌ها مشاهده شد (eFDR < 0.0001) و تغییرات متوسط متیل‌اسیون در DMRs از ۰.۱٪ تا ۴.۳٪ ranged. تحلیل GO ژن‌ها ۲۹ مسیر بیولوژیکی را که با درمان در گروه OI به طور معناداری تغییر کرده بودند (p اصلاح شده < ۰.۰۵) آشکار کرد، هرچند اهمیت عملکردی آن‌ها نیاز به تایید دارد. DMRهای القا شده توسط مکمل شامل ۵ ژن بود که وضعیت متیل‌اسیون آن‌ها با ناباروری مردانه همبستگی دارد و در گروه OI متا-متیل‌اسیون شده بودند؛ ۱ مورد در گروه C متا-متیل‌اسیون شده بود. بنابراین، اگرچه پارامترهای منی و شکستگی DNA به طور کلی تغییر نکردند، مکمل‌دهی باروری مردانه متا-متیل‌اسیون منطقه‌ای جدید DNA اسپرم را القا کرد، که در مردان نابارور مسن‌تر بیشتر آشکار بود. این مطالعه بینش‌های جدیدی در مورد اثرات احتمالاً بزرگ اپی‌ژنتیک مکمل‌های غذایی که مستقل از تغییرات آنالیز منی رخ می‌دهند، ارائه می‌دهد. محدودیت‌ها شامل حجم نمونه کوچک و نبود کنترل پلاسیبو است.

متن کامل اصلی