Загрязнение воздуха меняет ДНК сперматозоидов: новое исследование

Мужчины, подвергавшиеся воздействию распространенных загрязнителей воздуха в период созревания сперматозоидов, демонстрируют тонкие изменения в ДНК, которые влияют на включение и выключение генов. Это вызывает новые опасения, что загрязнение воздуха может наносить вред мужской фертильности.

Результаты были представлены во вторник на ежегодной встрече Европейского общества репродукции человека и эмбриологии в Лондоне. Исследование показало, что озон и диоксид азота наиболее сильно связаны с так называемыми эпигенетическими изменениями.

Ход исследования

Доктор Кэрри Ноблс, эпидемиолог из Массачусетского университета в Амхерсте, руководившая работой, заявила: «Наши результаты показывают, что воздействие загрязнения воздуха в ключевые стадии развития сперматозоидов может быть связано с изменениями в ДНК спермы».

Исследование охватило более 2000 мужчин в Солт-Лейк-Сити, штат Юта, в период с 2013 по 2017 год. Участники предоставляли образцы семенной жидкости при зачислении, а затем через два, четыре и шесть месяцев. Ученые оценивали воздействие загрязнителей воздуха — озона, диоксида азота, диоксида серы и мелких твердых частиц — в течение трех месяцев до каждого забора образца, что соответствует периоду производства спермы.

Механизм воздействия

Растущее количество данных указывает на то, что загрязнение воздуха может снижать мужскую фертильность, однако биологические механизмы оставались неясными. Новая работа указывает на метилирование ДНК — химические метки, присоединяемые к ДНК, которые регулируют активность генов без изменения генетического кода, — как одно из возможных объяснений.

Ученые проанализировали метилирование ДНК сперматозоидов у 1220 мужчин, сдавших образцы через шесть месяцев. Они выявили 39 изменений в ДНК, связанных со смесями загрязнителей воздуха, причем озон и диоксид азота оказывали наиболее сильное влияние.

Большинство эпигенетических меток стираются на ранних стадиях развития эмбриона, однако некоторые гены «запечатлеваются» этими изменениями, что потенциально может влиять на развитие эмбриона и последующие процессы. Один из выявленных генов, GNAS, ранее был связан с ухудшением качества спермы и развитием плода.

Профессор Аллан Пейси, андролог из Манчестерского университета, не участвовавший в исследовании, отметил, что работа показала измеримый эффект. «В настоящее время невозможно сделать вывод о клинической значимости наблюдаемых изменений метилирования ДНК спермы для мужского бесплодия; потребуются дальнейшие исследования, чтобы подтвердить или опровергнуть это», — добавил он.

Профессор Ричард Ли, специалист по биологии размножения из Ноттингемского университета, назвал работу «важным исследованием, которое дополняет растущий массив доказательств того, что качество спермы страдает от загрязнителей воздуха».