Протеомика семенной плазмы у бесплодных мужчин с варикоцеле


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/urology.2024.2.69-74

Бицоев Т.Б., Гамидов С.И., Шатылко Т.В.

1) ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова» (Сеченовский Университет) Министерства здравоохранения Российской Федерации, Москва, Россия; 2) ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В. И. Кулакова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Москва, Россия
Варикоцеле является одной из главных причин мужского фактора бесплодия. Микрохирургическая варикоцелэктомия приводит к улучшению параметров спермограммы и повышению фертильности мужчин, однако 80% пациентов с варикоцеле не являются бесплодными, а наступление самостоятельной беременности в браке происходит только в 36,4–65% случаев после перенесенной варикоцелэктомии. Это приводит к необходимости тщательного отбора бесплодных мужчин с варикоцеле к хирургическому лечению. Представленный литературный обзор посвящен возможностям протеомного анализа спермы у мужчин. Современные методы «омики», в частности протеомика, достаточно перспективны в диагностике мужского бесплодия. С учетом важной роли семенной плазмы в естественном процессе оплодотворения большое внимание уделяется изучению ее белкового состава. Проведенные немногочисленные исследования показывают, что изменения в белковом профиле семенной плазмы пациентов с варикоцеле наблюдаются не только при нарушенных параметрах спермограммы, но и при нормозооспермии, что может говорить о большей чувствительности протеомного анализа в определении влияния варикоцеле на сперматогенез и функции сперматозоидов по сравнению со стандартной спермограммой. Поскольку варикоцеле является сложным заболеванием с различными патогенетическими механизмами, которые могут определять бесплодие, меняющий парадигму подход с использованием постгеномных технологий обещает более точное понимание эффекторных путей мужского бесплодия, вызванного варикоцеле, а также прогнозирования результатов его лечения.
Ключевые слова: протеомика семенной плазмы, микрохирургическая варикоцелэктомия, мужское бесплодие, варикоцеле
Полный текст статьи доступен
в "Библиотеке Врача"

Литература

1. Dubin L., Amelar R.D. Etiologic factors in 1294 consecutive cases of male infertility. Fertil Steril. 1971 Aug;22(8):469-474. Doi: 10.1016/s0015-0282(16)38400-x. PMID: 4398669.


2. Clarke B.G. Incidence of varicocele in normal men and among men of different ages. JAMA. 1966 Dec 5;198(10):1121-2. PMID: 5953394.


3. Witt M.A., Lipshultz L.I. Varicocele: a progressive or static lesion? Urology. 1993 Nov;42(5):541-543. Doi: 10.1016/0090-4295(93)90268-f. PMID: 8236597.


4. Gamidov S.I., Ovchinnikov R.I., Popova A.Yu., Shcherbakov D.V., Tkhagapsoeva R.A., Izhbaev S.Kh. Management tactics for infertile males with varicocele: comparative analysis of different treatment options. Obstetrics and gynecology. 2013. № 2. С. 77-83. Russian (Гамидов С.И., Овчинников Р.И., Попова А.Ю., Щербаков Д.В. Тхагапсоева Р.А., Ижбаев С.Х. Тактика ведения бесплодных мужчин при варикоцеле: сравнительный анализ различных методов лечения. Акушерство и гинекология. 2013. № 2. С. 77-83).


5. Agarwal A., Deepinder F., Cocuzza M., Agarwal R., Short R.A., Sabanegh E., Marmar J.L. Efficacy of varicocelectomy in improving semen parameters: new meta-analytical approach. Urology. 2007 Sep;70(3):532-538. Doi: 10.1016/j.urology.2007.04.011. PMID: 17905111.


6. Pinto K.J., Kroovand R.L., Jarow J.P. Varicocele related testicular atrophy and its predictive effect upon fertility. J Urol. 1994 Aug;152(2 Pt 2):788-790. Doi: 10.1016/s0022-5347(17)32710-6. PMID: 8022015.


7. Ficarra V., Cerruto M.A., Liguori G., Mazzoni G., Minucci S., Tracia A., Gentile V. Treatment of varicocele in subfertile men: The Cochrane Review--a contrary opinion. Eur Urol. 2006 Feb;49(2):258-263. Doi: 10.1016/j.eururo.2005.11.023. Epub 2006 Jan 4. PMID: 16426727.


8. Boman J.M., Libman J., Zini A. Microsurgical varicocelectomy for isolated asthenospermia. J Urol. 2008 Nov;180(5):2129-132. Doi: 10.1016/j.juro.2008.07.046. Epub 2008 Sep 18. PMID: 18804226.


9. Schlegel P.N., Sigman M., Collura B., De Jonge C.J., Eisenberg M.L., Lamb D.J., Mulhall J.P., Niederberger C., Sandlow J.I., Sokol R.Z., Spandorfer S.D., Tanrikut C., Treadwell J.R., Oristaglio J.T., Zini A. Diagnosis and Treatment of Infertility in Men: AUA/ASRM Guideline Part I. J Urol. 2021 Jan;205(1):36-43. Doi: 10.1097/JU.0000000000001521. Epub 2020 Dec 9. PMID: 33295257.


10. Shatylko TV, Gamidov SI, Popova AYu, Bitsoev TB. The role of antioxidants in the treatment of infertile men with varicocele. Medical сouncil. 2021. № 13. С. 23-33. Doi: 10.21518/2079-701X-2021-13-23-33. Russian (Шатылко Т.В., Гамидов С.И., Попова А.Ю., Бицоев Т.Б. Роль антиоксидантов в лечении бесплодных мужчин с варикоцеле. Медицинский совет. 2021. № 13. С. 23-33. Doi: 10.21518/2079-701X-2021-13-23-33).


11. Blumer C.G., Restelli A.E., Giudice P.T., Soler T.B., Fraietta R., Nichi M.. Bertolla R.P., Cedenho A.P. Effect of varicocele on sperm function and semen oxidative stress. BJU Int. 2012 Jan;109(2):259-265. Doi: 10.1111/j.1464-410X.2011.10240.x. Epub 2011 May 18. PMID: 21592296.


12. Bertolla R.P., Cedenho A.P., Hassun Filho P.A., Lima S.B., Ortiz V, Srougi M. Sperm nuclear DNA fragmentation in adolescents with varicocele. Fertil Steril. 2006 Mar;85(3):625-628. Doi: 10.1016/j.fertnstert.2005.08.032. PMID: 16500329.


13. Esteves S.C., Zini A., Coward R.M., Evenson D.P., Gosálvez J., Lewis S.E.M., Sharma R., Humaidan P. Sperm DNA fragmentation testing: Summary evidence and clinical practice recommendations. Andrologia. 2021 Mar;53(2):e13874. Doi: 10.1111/and.13874. Epub 2020 Oct 27. PMID: 33108829; PMCID: PMC7988559.


14. Kızılay F., Altay B. Sperm function tests in clinical practice. Turk J Urol. 2017 Dec;43(4):393-400. Doi: 10.5152/tud.2017.96646. Epub 2017 Dec 1. PMID: 29201498; PMCID: PMC5687198.


15. Panner Selvam M.K., Agarwal A. Update on the proteomics of male infertility: A systematic review. Arab J Urol. 2017 Dec 29;16(1):103-112. Doi: 10.1016/j.aju.2017.11.016. PMID: 29713541; PMCID: PMC5922221.


16. Pennington S.R., Wilkins M.R., Hochstrasser D.F., Dunn M.J. Proteome analysis: from protein characterization to biological function. Trends Cell Biol. 1997 Apr;7(4):168-173. Doi: 10.1016/S0962-8924(97)01033-7. PMID: 17708936.


17. Mann T., Keilin Davi. Haemocuprein and hepatocuprein, copper-protein compounds of blood and liver in mammals. Proc. R. Pilch Soc. Lond. 1938. B126303–315http://doi.org/10.1098/rspb.1938.0058


18. Ross V., Moore D.H., Miller E.G. Proteins of human seminal plasma. J Biol Chem. 1942 144:667–677.


19. Mann T., Lutwa Mann k-Mann C. Male Reproductive Function and the Composition of Semen: General Considerations. Springer, London. 1981. doi.org/10.1007/978-1-4471-1300-3_1


20. Pilch B., Mann M. Large-scale and high-confidence proteomic analysis of human seminal plasma. Genome Biol. 2006;7(5):R40. Doi: 10.1186/gb-2006-7-5-r40. Epub 2006 May 18. PMID: 16709260; PMCID: PMC1779515.


21. Robertson S.A. Seminal plasma and male factor signalling in the female reproductive tract. Cell Tissue Res. 2005 Oct;322(1):43-52. Doi: 10.1007/s00441-005-1127-3. Epub 2005 Nov 3. PMID: 15909166.


22. Kumar V., Hassan M.I., Tomar A.K., Kashav T., Nautiyal J., Singh S., Singh T.P., Yadav S. Proteomic analysis of heparin-binding proteins from human seminal plasma: a step towards identification of molecular markers of male fertility. J Biosci. 2009 Dec;34(6):899-908. Doi: 10.1007/s12038-009-0104-5. PMID: 20093743.


23. Zhao C., Huo R., Wang F.Q., Lin M., Zhou Z.M., Sha J.H. Identification of several proteins involved in regulation of sperm motility by proteomic analysis. Fertil Steril. 2007 Feb;87(2):436-438. Doi: 10.1016/j.fertnstert.2006.06.057. Epub 2006 Oct 30. PMID: 17074334.


24. Ding Z., Qu F., Guo W., Ying X., Wu M., Zhang Y. Identification of sperm forward motility-related proteins in human seminal plasma. Mol Reprod Dev. 2007 Sep;74(9):1124-1131. Doi: 10.1002/mrd.20624. PMID: 17393427.


25. Miller D.J., Winer M.A., Ax R.L. Heparin-binding proteins from seminal plasma bind to bovine spermatozoa and modulate capacitation by heparin. Biol Reprod. 1990 May-Jun;42(5-6):899-915. Doi: 10.1095/biolreprod42.6.899. PMID: 2383614.


26. Primakoff P., Myles D.G. Penetration, adhesion, and fusion in mammalian sperm-egg interaction. Science. 2002 Jun 21;296(5576):2183-5. Doi: 10.1126/science.1072029. PMID: 12077404.


27. Camargo M., Intasqui Lopes P., Del Giudice P.T., Carvalho V.M, Cardozo K.H., Andreoni C., Fraietta R., Bertolla R.P. Unbiased label-free quantitative proteomic profiling and enriched proteomic pathways in seminal plasma of adult men before and after varicocelectomy. Hum Reprod. 2013 Jan;28(1):33-46. Doi: 10.1093/humrep/des357. Epub 2012 Oct 4. PMID: 23042794.


28. Zylbersztejn D.S., Andreoni C., Del Giudice P.T., Spaine D.M., Borsari L., Souza G.H.M,F,, Bertolla RP, Fraietta R. Proteomic analysis of seminal plasma in adolescents with and without varicocele. Fertil Steril. 2013 Jan;99(1):92-98. Doi: 10.1016/j.fertnstert.2012.08.048. Epub 2012 Oct 1. PMID: 23036805.


29. Mann T., Lutwak-Mann C. Male reproductive function and semen. Andrologia. 1982; 14:76. doi.org/10.1111/j.1439-0272.1982.tb03098.x


30. Duncan M.W., Thompson H.S. Proteomics of semen and its constituents. Proteomics Clin Appl. 2007 Aug;1(8):8 Mann 61-75. Doi: 10.1002/prca.200700228. Epub 2007 Jul 13. PMID: 21136740.


31. Burden H.P., Holmes C.H., Persad R., Whittington K. Prostasomes--their effects on human male reproduction and fertility. Hum Reprod Update. 2006 May-Jun;12(3):283-292. Doi: 10.1093/humupd/dmi052. Epub 2005 Dec 22. PMID: 16373403.


32. Utleg A.G., Yi E.C., Xie T., Shannon P., White J.T., Goodlett D.R., Hood L., Lin B. Proteomic analysis of human prostasomes. Prostate. 2003 Jul 1;56(2):150-161. Doi: 10.1002/pros.10255. PMID: 12746840.


33. Batruch I., Lecker I., Kagedan D., Smith C.R., Mullen B.J., Grober E., Lo K.C., Diamandis E.P., Jarvi K.A. Proteomic analysis of seminal plasma from normal volunteers and post-vasectomy patients identifies over 2000 proteins and candidate biomarkers of the urogenital system. J Proteome Res. 2011 Mar 4;10(3):941-953. Doi: 10.1021/pr100745u. Epub 2011 Feb 14. PMID: 21142078.


34. Milardi D., Grande G., Vincenzoni F., Messana I., Pontecorvi A., De Marinis L., Castagnola M., Marana R. Proteomic approach in the identification of fertility pattern in seminal plasma of fertile men. Fertil Steril. 2012 Jan;97(1):67-73.e1. Doi: 10.1016/j.fertnstert.2011.10.013. Epub 2011 Nov 14. PMID: 22088208.


35. Intasqui P., Camargo M., Del Giudice P.T., Spaine D.M., Carvalho V.M., Cardozo K.H., Zylbersztejn D.S., Bertolla R.P. Sperm nuclear DNA fragmentation rate is associated with differential protein expression and enriched functions in human seminal plasma. BJU Int. 2013 Oct;112(6):835-843. Doi: 10.1111/bju.12233. Epub 2013 Jul 26. PMID: 23890255.


36. Starita-Geribaldi M., Poggioli S., Zucchini M., Garin J., Chevallier D., Fenichel P., Pointis G. Mapping of seminal plasma proteins by two-dimensional gel electrophoresis in men with normal and impaired spermatogenesis. Mol Hum Reprod. 2001 Aug;7(8):715-722. Doi: 10.1093/molehr/7.8.715. PMID: 11470858.


37. Batruch I., Smith C.R., Mullen B.J., Grober E., Lo K.C., Diamandis E.P., Jarvi K.A. Analysis of seminal plasma from patients with non-obstructive azoospermia and identification of candidate biomarkers of male infertility. J Proteome Res. 2012 Mar 2;11(3):1503-1511. Doi: 10.1021/pr200812p. Epub 2012 Feb 2. PMID: 22188163.


38. Yamakawa K., Yoshida K., Nishikawa H., Kato T., Iwamoto T. Comparative analysis of interindividual variations in the seminal plasma proteome of fertile men with identification of potential markers for azoospermia in infertile patients. J Androl. 2007 Nov-Dec;28(6):858-865. Doi: 10.2164/jandrol.107.002824. Epub 2007 Jun 6. Erratum in: J Androl. 2008 May-Jun;29(3):367. PMID: 17554110.


39. Drabovich A.P., Dimitromanolakis A., Saraon P., Soosaipillai A., Batruch I., Mullen B., Jarvi K., Diamandis E.P. Differential diagnosis of azoospermia with proteomic biomarkers ECM1 and TEX101 quantified in seminal plasma. Sci Transl Med. 2013 Nov 20;5(212):212ra160. Doi: 10.1126/scitranslmed.3006260. PMID: 24259048.


40. Freour T., Com E., Barriere P., Bouchot O., Jean M., Masson D., Pineau C. Comparative proteomic analysis coupled with conventional protein assay as a strategy to identify predictors of successful testicular sperm extraction in patients with non-obstructive azoospermia. Andrology. 2013 May;1(3):414-420. Doi: 10.1111/j.2047-2927.2012.00059.x. Epub 2013 Feb 21. PMID: 23427166.


41. Davalieva K., Kiprijanovska S., Noveski P., Plaseski T., Kocevska B., Broussard C., Plaseska-Karanfilska D. Proteomic analysis of seminal plasma in men with different spermatogenic impairment. Andrologia. 2012 Aug;44(4):256-264. Doi: 10.1111/j.1439-0272.2012.01275.x. Epub 2012 Jan 31. PMID: 22288839.


42. Sharma R., Agarwal A., Mohanty G., Jesudasan R., Gopalan B., Willard B., Yadav S.P., Sabanegh E. Functional proteomic analysis of seminal plasma proteins in men with various semen parameters. Reprod Biol Endocrinol. 2013 May 11;11:38. Doi: 10.1186/1477-7827-11-38. PMID: 23663294; PMCID: PMC3671977.


43. Giacomini E., Ura B., Giolo E., Luppi S., Martinelli M., Garcia R.C., Ricci G. Comparative analysis of the seminal plasma proteomes of oligoasthenozoospermic and normozoospermic men. Reprod Biomed Online. 2015 May;30(5):522-531. Doi: 10.1016/j.rbmo.2015.01.010. Epub 2015 Jan 30. PMID: 25779018.


44. Wang J., Wang J., Zhang H.R., Shi H.J., Ma D., Zhao H.X., Lin B., Li R.S. Proteomic analysis of seminal plasma from asthenozoospermia patients reveals proteins that affect oxidative stress responses and semen quality. Asian J Androl. 2009 Jul;11(4):484-491. Doi: 10. 1038/aja.2009.26. Epub 2009 May 18. PMID: 19448646; PMCID: PMC3735302.


45. Intasqui 2 P., Camargo M., Antoniassi M.P., Cedenho A.P., Carvalho V.M., Cardozo K.H.M., Zylbersztejn D.S., Bertolla R.P. Association between the seminal plasma proteome and sperm functional traits. Fertil Steril. 2016 Mar;105(3):617-628. Doi: 10.1016/j.fertnstert.2015.11.005. Epub 2015 Nov 24. PMID: 26621572.


46. Fariello R.M., Pariz J.R., Spaine D.M., Gozzo F.C., Pilau E.J., Fraietta R, Bertolla RP, Andreoni C, Cedenho AP. Effect of smoking on the functional aspects of sperm and seminal plasma protein profiles in patients with varicocele. Hum Reprod. 2012 Nov;27(11):3140-3149. doi: 10.1093/humrep/des287. Epub 2012 Aug 3. PMID: 22863602.


47. Del Giudice P.T., da Silva B.F., Lo Turco E.G., Fraietta R., Spaine D.M., Santos L.F., Pilau E.J., Gozzo F.C., Cedenho A.P., Bertolla R.P. Changes in the seminal plasma proteome of adolescents before and after varicocelectomy. Fertil Steril. 2013 Sep;100(3):667-672. Doi: 10.1016/j.fertnstert.2013.04.036. Epub 2013 May 23. PMID: 23706337.


48. Belardin L.B., Del Giudice P.T., Camargo M., Intasqui P., Antoniassi M.P., Bertolla R.P., Cedenho A.P. Alterati ons in the proliferative/apoptotic equilibrium in semen of adolescents with varicocele. J Assist Reprod Genet. 2016 Dec;33(12):1657-1664. Doi: 10.1007/s10815-016-0808-z. Epub 2016 Sep 14. PMID: 27629121; PMCID: PMC5171898.


49. Del Giudice P.T., Belardin L.B., Camargo M., Zylbersztejn D.S., Carvalho V.M., Cardozo K.H., Bertolla R.P., Cedenho A.P. Determination of testicular function in adolescents with varicocoele – a proteomics approach. Andrology. 2016 May;4(3):447-455. Doi: 10.1111/andr.12174. Epub 2016 Apr 7. PMID: 27061999.


50. Belardin L., Camargo M., Intasqui P., Antoniassi M., Fraietta R., Bertolla R. Cysteine-rich secretory protein 3: inflammation role in adult varicocoele. Andrology. 2019 Jan;7(1):53-61. Doi: 10.1111/andr.12555. Epub 2018 Oct 24. PMID: 30354034.


51. Panner Selvam M.K., Agarwal A., Baskaran S. Proteomic analysis of seminal plasma from bilateral varicocele patients indicates an oxidative state and increased inflammatory response. Asian J Androl. 2019 Nov-Dec;21(6):544-550. Doi: 10.4103/aja.aja_121_18. PMID: 31006709; PMCID: PMC6859669.


52. Camargo M., Intasqui P., Belardin L.B., Antoniassi M.P., Cardozo K.H.M., Carvalho V.M., Fraietta R., Bertolla R.P. Molecular pathways of varicocele and its repair - A paired labelled shotgun proteomics approach. J Proteomics. 2019 Mar 30;196:22-32. Doi: 10.1016/j.jprot.2019.01.019. Epub 2019 Jan 30. PMID: 30710756.


Об авторах / Для корреспонденции

А в т о р д л я с в я з и: Т. Б. Бицоев – аспирант кафедры акушерства, гинекологии, перинатологии и репродуктологии Института последипломного образования ПМГМУ им. И. М. Сеченова (Сеченовский Университет) Министерства здравоохранения Российской Федерации, Москва, Россия; e-mail: 6646362@mail.ru


Похожие статьи

К содержанию номера

Бионика Медиа