Folik asid zenginleştirilmesi ve kısa dönem desteği ile insan sperm

Folik asid zenginleştirilmesi ve kısa dönem desteği ile
insan sperm DNA metilomunun stabilitesi
DNA metilasyonu, sitozin halkasının 5. pozisyonuna metil grubunun eklenmesi ile olan
epigenetik bir modifikasyondur. Kanser gibi hastalıklar ve gelişimsel bozukluklar ile ilişkili
anormal DNA metilasyonu gelişebilir. Sperm DNA metilasyon paternleri infertilitesi olan
erkeklerde tanımlanmıştır ve çocukta kötü sonuçlarla bağlantılı paternal yaş ile ilişkili olduğu
gösterilmiştir.
Folat siklusu DNA metilasyonunda anahtar rol oynamaktadır, diyetten gelen folatın
metabolizması ile carbon metilasyonu sağlanır. Matür spermatozoanın sürekli üretimi
sürecinde nükleotid ve metil gruplarının yüksek ihtiyacı gereklidir. Hayvan modellerinde,
düşük folat alımı metabolizmasının da bozulması ile erkek üremesinde, sperm epigenetik
paternlerde negatif etkiler görülebilir.
Amerika ve Kanada’da nöral tüp defektlerini azaltmak için tahıldan zengin gıdalara folik
asidin zorunlu eklenmesi 1990larda uygulanmaya başlanmıştır. Besinlerle güçlendirilme
sonrası serum folat konsantrasyonları en az 2 kat artmıştır. Yeterli folik asid desteğinin
faydaları mevcut iken, bu desteklerin potansiyel yan etkileri konusunda az şey bilinmektedir.
Sık kullanılan doz olan 400 mcg/gün ile günlük toplam 1000 mcg folik asid alımı
geçilmemektedir. Yüksek riskli nöral tüp defekti durumlarında günlük destek 4-5 mg’a
çıkarılabilmektedir.
Bu çalışmanın amacı düşük doz(400mcg/gün) folik asidin spermde epigenetik paternler
özellikle sperm DNA metilasyonu üzerindeki etkilerini belirlemektir.
Hastalar plasebo ve destek grubu olarak ikiye ayrılmıştır(plasebo, n=9; destek grubu, n=10).
Destek içeriği olarak 272 mg askorbik asid, 31 mg all-rac-alfa-tokoferol ve 400 mcg folik asid
verilmiştir. Günlük olarka destek veya plasebo alan hastalar 90 gün boyunca da normal
diyetlerine devam etmişlerdir. Başlangıçta ve 90 günün sonunda kan ve semen örnekleri
alınarak folat düzeyleri için incelenmiştir. Semen örneklerinden DNA ekstrakte edilerek
kantitatif metilasyon analizi, genom analizi yapılmıştır.
Bazal plazma folat değerleri iki grup arasında farklılık göstermemiştir. Folik asid desteği
verilen grupta ise gerek plazmada gerekse semende anlamlı düzeyde 90 gün sonunda artış
izlenmiştir. Plasebo ve folik asid desteği verilen gruplar arasında tekrarlayan bölgelerde
sperm DNA metilasyon düzeyleri benzer olarak saptanmıştır ve düşük doz folik asid
desteğinin belirgin etkisi olmadığı belirlenmiştir. İkinci bir yöntem olarak DNA metilasyonu
defektlerini saptamak için RLGS(restriction landmark genome scanning) yöntemi
kullanılmıştır. Bu yöntemle ufak da olsa grupların kendi içinde fark olsa da belirgin anlamlı
değişiklik saptanmamıştır.
Yüksek düzeyde DNA metilasyon çalışması uygulanması için de 450 K dizileri seçilmiştir, daha
önce insan sperm epigenomunda yaş ilişkili değişiklikler ve infertiliteyi saptayan bir
yaklaşımdır. Yapılan analizlerde en iyi olan 5 probun p değerleri de düşük olmasına rağmen
belirgin anlamlılık düzeylerine erişememişlerdir. Plasebo ve destek verilen gruplar arasında
örneklem sayısının küçük olması nedenli farklılık saptanmadığı düşünülmektedir. 450 K dizi
analizinin genel sonucunda sperm DNA metilasyonu üzerinde 90 günlük düşük doz folik asid
desteğinin belirgin etkisi olmadığı yönünde bulunmuştur.
Plasebo, destek verilen ve folik asid ile zenginleştirilmiş tahıllı gıda tüketenler ayrıca
karşılaştırılmıştır. Plasebo ile zenginleştirilmiş gıda sonrası ve destek ile zenginleştirilmiş gıda
sonrası karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak da uzun yıllar zenginleştirilmiş tahıllı gıda ürünleri
tüketenlerde zenginleştirme öncesindeki döneme göre sperm DNA metilasyonunda belirgin
değişiklik saptanmamıştır.
Hayvan ve insan çalışmalarından edinilen bilgilere göre, sperm DNA metilomundaki
değişikliklerin gelecek nesillere aktarılabileceği ilgili artan şüpheler mevcuttur. Bununla
birlikte düşük doz folik asid desteğinin sperm epigenomu üzerindeki potansiyel negatif etkisi
henüz test edilmemiştir.
Paternal yaş ve erkek infertilitesi ile ilişkili DNA metilasyon bozukluklarını gösteren analiz
teknikleri kullanılmıştır ve 400 mcg/gün folik asidin 3 ay süreli kullanımı veya uzun dönem
zenginleştirilmiş gıda alımının erkek germ hücrelerinin DNA metilasyon paternlerini
değiştirmediği bulunmuştur.
Folik asid uzun süre kullanımının negatif etkileri(artmış kolorektal kanser riski gibi)
olabileceği belirtilmekle birlikte geniş bir meta-analiz sonucunda desteğin kanser riskini
arttırmadığı saptanmıştır. Anormal sperm DNA metilasyon paternlerinin infertilite ile, yüksek
doz folik asid ile veya bunların kombinasyonu ile ilişkili olup olmadığı net değildir.
Bu çalışmada ise infertilitesi olmayan erkeklere plasebo ve folik asid desteği verilmiştir. 90
günlük destek tedavisi sonrası folat seviyesi yaklaşık 3 kat artarken plasebo gurubunda
saptanabilen bir farklılık bulunmamıştır. Seminal plazma folat seviyelerinde de destek verilen
grupta bazal seviyeye göre yaklaşık 1.5 kat bir artış saptanmıştır. Yapılan çalışmalarda da
zenginleştirilmiş gıda alımından sonra plazma folat konsantrasyonlarında 2 katlık artış
gösterilmiştir.
Sperm DNA metilasyonunu göstermek iin çeşitli yöntemler kullanılmıştır. Bu farklı
yöntemlerin sonucunda düşük doz folik asid desteği sonrası insan sperm epigenomu belirgin
olarak stabil kalmaktadır. Minimal değişiklikler saptanmış olmakla birlikte istatistiksel anlamlı
düzeylerde farklılık bulunamamıştır.
Daha önce yaptığımız ve yüksek doz (5 mg/gün) folik asid verdiğimiz ve anlamlı fark
bulduğumuz çalışma ile bu çalışma arasındaki belirgin farklar şu şekildedir: bu çalışmamızda
hasta grubumuz infertil olgular değildi, diğer ve en önemli farklılık ise verdiğimiz folik asid
desteğinin dozu idi(400 mcg/gün vs 5 mg/gün).
Sonuç olarak 400 mcg/gün folik asid desteği infertilite öyküsü olmayan erkeklerde sperm
epigenomunu etkilememektedir.