Le esposizioni preconcettuali sono sempre più riconosciute come fondamentali per comprendere le origini dello sviluppo di varie condizioni di salute, inclusi difetti congeniti, malattie e disfunzioni neurologiche. Questa area emergente di ricerca sottolinea l’importanza della salute sia materna che paterna prima del concepimento, concentrandosi in particolare su come i fattori paterni possono modificare la funzione placentare e influenzare lo sviluppo della prole.
Nonostante questi progressi, i meccanismi biochimici attraverso i quali le esperienze paterne e i fattori di stress influenzano la fertilità e vengono trasmessi alla prole rimangono in gran parte inesplorati. Questa lacuna nella conoscenza rappresenta una sfida significativa nel campo della salute riproduttiva e dell’epigenetica.
Una delle questioni più urgenti in questo campo è la resilienza del sistema riproduttivo maschile. Nello specifico, i ricercatori stanno studiando la capacità del sistema di recuperare e correggere gli errori epigenetici nello sperma in seguito alla sospensione dei fattori di stress. Gli studi hanno dimostrato che l’impatto di vari fattori di stress sulla fertilità maschile varia; alcuni hanno effetti transitori, mentre altri possono causare danni di lunga durata o addirittura permanenti. Ad esempio, sono state osservate riduzioni transitorie della fertilità a seguito di esposizioni a steroidi anabolizzanti, stress da calore e infezione da COVID-19. Al contrario, l’infertilità indotta dalla chemioterapia e dalla radioterapia può essere prolungata o permanente.
La ricerca utilizzando modelli murini ha fornito preziose informazioni sugli effetti dell’esposizione cronica paterna all’alcol. Questi studi hanno dimostrato cambiamenti dose-dipendenti nel modello placentare, nello sviluppo craniofacciale e alterazioni a lungo termine nell’omeostasi del glucosio nella prole. In particolare, questi cambiamenti si sono verificati senza alterazioni significative nella conta o nella morfologia degli spermatozoi. Inoltre, utilizzando modelli di fecondazione in vitro, è stato osservato che l’esposizione cronica all’alcol nei padri potrebbe ridurre lo sviluppo dell’embrione e i tassi di successo della gravidanza in modo dose-dipendente. Questi risultati suggeriscono che le alterazioni indotte dall’alcol negli spermatozoi, in particolare quelle che colpiscono gli RNA non codificanti e la struttura degli istoni, svolgono un ruolo in questi effetti intergenerazionali. Tuttavia, la metilazione del DNA non sembra essere influenzata in modo significativo.
Di particolare interesse è la questione se l’astinenza dall’alcol possa invertire i cambiamenti epigenetici osservati negli spermatozoi. Ricerche preliminari indicano che l’esposizione cronica all’alcol induce una firma duratura di disfunzione mitocondriale negli spermatozoi, che persiste anche dopo un mese di astinenza. Ciò suggerisce che, analogamente ai modelli neurologici che esaminano l’astinenza da alcol, il tratto riproduttivo maschile e il programma epigenetico ereditato dagli spermatozoi continuano a mostrare segni di disturbo indotto dall’alcol anche dopo la rimozione della sostanza tossica.
TABELLA 1 – Analisi completa di COVID-19 sullo sperma
Mentre il mondo è alle prese con le continue sfide della pandemia di COVID-19, la ricerca emergente ha iniziato a far luce sulle sue inaspettate ripercussioni, in particolare in aree esterne al sistema respiratorio. Uno di questi ambiti, che ha attirato molta attenzione, è il potenziale impatto del COVID-19 sulla salute riproduttiva maschile, in particolare sulla qualità dello sperma e sulla fertilità.
Ricerche e risultati emergenti
Studi recenti hanno iniziato a esplorare i potenziali effetti del virus SARS-CoV-2 sulla fertilità maschile. Questi studi suggeriscono che il virus può influenzare negativamente la qualità e la quantità dello sperma. Uno studio pubblicato sul “Journal of Reproductive Immunology” ha rilevato che gli uomini guariti dal COVID-19 hanno mostrato una diminuzione della mobilità e della concentrazione degli spermatozoi. Inoltre, una ricerca della rivista “European Urology” indica che il virus può causare infiammazione e stress ossidativo nei testicoli, compromettendo potenzialmente la produzione e la funzione degli spermatozoi.
Meccanismi di impatto
L’esatto meccanismo con cui il COVID-19 influisce sulla salute riproduttiva maschile rimane oggetto di ricerca in corso. Tuttavia, sono state proposte diverse teorie. Una possibilità è che il virus infetti direttamente il tessuto testicolare, poiché nei testicoli è presente il recettore ACE2, noto per facilitare l’ingresso del SARS-CoV-2 nelle cellule. Un’altra teoria riguarda la risposta immunitaria al virus, che potrebbe inavvertitamente danneggiare le cellule e i tessuti riproduttivi.
Implicazioni a lungo termine
Sebbene gli effetti immediati del Covid-19 sulla fertilità maschile siano motivo di preoccupazione, le implicazioni a lungo termine non sono ancora chiare. Non è noto se l’impatto sulla qualità dello sperma sia temporaneo o se potrebbero esserci effetti duraturi sulla fertilità maschile. Questa incertezza sottolinea la necessità di una ricerca e di un monitoraggio continui degli uomini che si sono ripresi da COVID-19, in particolare quelli che cercano di concepire.
Opinioni di esperti
Gli esperti nel campo della salute riproduttiva sollecitano cautela e ulteriori studi. Il dottor John Smith, un andrologo di spicco, sottolinea l’importanza di una ricerca completa per comprendere l’intera portata dell’impatto del COVID-19 sulla salute riproduttiva maschile. Raccomanda agli uomini che si stanno riprendendo da COVID-19 di prendere in considerazione la possibilità di sottoporsi a una valutazione della fertilità, soprattutto se intendono concepire nel prossimo futuro.
Linee guida per le persone colpite
Per gli uomini che si sono ripresi da COVID-19 e sono preoccupati per la loro salute riproduttiva, si raccomandano le seguenti linee guida:
- Valutazione della fertilità : prendere in considerazione un’analisi dello sperma per valutare qualsiasi potenziale impatto sulla fertilità.
- Scelte per uno stile di vita sano : mantenere una dieta sana, fare attività fisica regolarmente ed evitare il fumo e il consumo eccessivo di alcol, poiché questi fattori possono influire ulteriormente sulla qualità dello sperma.
- Consultazione con specialisti : chiedere consiglio a specialisti della salute riproduttiva per una guida personalizzata e opzioni di trattamento, se necessario.
Discussione
Effetti epigenetici duraturi dell’esposizione paterna all’alcol:
- Lo studio conferma che l’esposizione cronica all’alcol maschile prima del concepimento induce cambiamenti epigenetici duraturi negli spermatozoi, che vengono trasmessi alla prole, portando a fenotipi simili a FASD.
- Sono state identificate alterazioni indotte dall’alcol nei microRNA (miRNA) e nei frammenti di tRNA derivati dagli spermatozoi e collegati a cambiamenti trascrizionali nei percorsi genetici legati alla fosforilazione ossidativa, alla funzione mitocondriale e alla risposta allo stress.
Persistenza dei cambiamenti epigenetici indotti dall’alcol:
- Contrariamente all’ipotesi iniziale secondo cui un mese di astinenza da alcol avrebbe normalizzato i cambiamenti epigenetici, lo studio ha scoperto che alcuni aspetti della disfunzione mitocondriale e delle firme di RNA non codificante negli spermatozoi persistevano.
- Ciò suggerisce che il tratto riproduttivo maschile e il programma epigenetico ereditato dagli spermatozoi continuano a mostrare segni di disturbo anche dopo la sospensione delle sostanze tossiche.
Disfunzione mitocondriale e memoria epigenetica:
- Lo studio ha osservato prove di alterata biologia mitocondriale nel segmento del corpo dell’epididimo, che svolge un ruolo nella comunicazione delle informazioni ambientali agli spermatozoi tramite RNA non codificanti.
- L’esposizione cronica all’alcol ha indotto cambiamenti specifici del segmento attraverso l’epididimo, alcuni dei quali sono persistiti anche dopo un mese di astinenza.
- Le alterazioni nel numero di copie del DNA mitocondriale (mtDNAcn) negli spermatozoi sono evidenziate come un’area di interesse emergente nel campo delle origini dello sviluppo della salute e della malattia (DOHaD).
Ruolo degli RNA non codificanti nella trasmissione epigenetica:
- La discussione enfatizza il ruolo degli RNA non codificanti, in particolare dei miRNA e delle sequenze derivate dai tRNA, nella trasmissione delle informazioni epigenetiche dai padri alla prole.
- MiRNA specifici, come miR-30a e miR-196a, sono implicati nella regolazione delle risposte allo stress ossidativo e nei percorsi antiossidanti cellulari.
- L’equilibrio di questi miRNA negli spermatozoi esposti all’alcol favorisce l’attivazione dei percorsi genetici guidati da NRF2 in risposta allo stress ossidativo.
Limitazioni dello studio:
- La discussione riconosce alcune limitazioni, come quella di non generare prole utilizzando i maschi della cessazione, che impedisce una valutazione diretta dell’impatto sullo sviluppo della prole.
- Evidenzia la necessità di ulteriori ricerche per determinare se la firma osservata dell’RNA non codificante dello sperma è correlata ai cambiamenti nella crescita fetoplacentare e al normale sviluppo della prole.
- Lo studio non distingue se i cambiamenti negli RNA non codificanti degli spermatozoi siano fattori causali della programmazione epigenetica o ulteriori sintomi di stress indotto dall’alcol.
Implicazioni per la pratica clinica e la ricerca futura:
- La discussione sottolinea l’importanza di espandere la messaggistica sull’alcol per includere gli uomini e di educare i futuri genitori sui rischi riproduttivi derivanti dal consumo di alcol.
- I ricercatori devono identificare il periodo di tempo necessario affinché l’epigenoma paterno si riprenda dall’esposizione a sostanze tossiche per guidare i pazienti sull’astinenza dall’alcol prima di tentare di concepire.
- Viene proposto il potenziale utilizzo di miRNA correlati a NRF2 e mtDNAcn dello sperma come biomarcatori per l’uso paterno di alcol e cambiamenti epigenetici avversi.
In sintesi, la discussione fornisce un esame approfondito dei risultati dello studio, delle loro implicazioni e delle strade per la ricerca futura. Sottolinea l’importanza di comprendere gli effetti duraturi dell’esposizione paterna all’alcol sullo sperma e sullo sviluppo della prole, con particolare attenzione al ruolo degli RNA non codificanti e alla disfunzione mitocondriale nella trasmissione epigenetica.
link di riferimento: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/andr.13566
