Dalam studi terkini yang diterbitkan di jurnal Environment International , para peneliti menyelidiki efek campuran zat perfluoroalkil dan polifluoroalkil (PFAS) pada metiloma sperma dan perubahan transkripsi pada organ metabolisme keturunan (hati dan lemak).
Kesuburan pria menurun secara internasional karena meningkatnya konsentrasi zat kimia pengganggu endokrin (EDC), seperti PFAS. Polutan lingkungan ini memengaruhi sinyal hormon, menurunkan kadar testosteron sekaligus meningkatkan kadar estradiol. Darah manusia dan plasma mani mengandung PFAS, sehingga menimbulkan kekhawatiran tentang kemungkinan pengaruhnya yang berbahaya terhadap kesuburan pria. Menurut penyelidikan eksperimental, paparan perfluorooctanesulfonate (PFOS) menurunkan spermiogenesis dan pematangan, sehingga mengubah kadar testosteron. Memahami efek sistemik polutan lingkungan terhadap kesehatan umum sangat penting, terutama yang berkaitan dengan metabolisme kolesterol, fungsi hati, dan fungsi lemak.
Peneliti melakukan studi lanjutan pada tikus jantan dewasa yang terpapar PFAS untuk menyelidiki efek antargenerasi pada keturunannya. Mereka mengumpulkan sperma epididimis kaudal dan DNA dari hewan yang terpapar dan kontrol, kemudian menggunakan uji imunosorben terkait enzim (ELISA) untuk mengevaluasi kadar testosteron. Mereka mengukur konsentrasi PFAS dalam plasma, testis, dan hati tikus jantan F0. Mereka menemukan daerah metilasi diferensial (DMR) yang diinduksi PFAS menggunakan persamaan estimasi umum (GEE) dan susunan chip manik metilasi tikus Infinium. Mereka juga melakukan analisis pengayaan spesifik fitur dari fitur genik dan CpG menggunakan DMR sperma yang diinduksi PFAS dan analisis pengayaan fungsional pada DMR dalam 1.500 bp dari situs awal transkripsi atau di dalam badan gen.
Hasil
Campuran PFAS menghasilkan 83 (Illumina) dan 2.861 (RRBS) sperma dengan metilasi diferensial. Pengayaan fungsional menunjukkan bahwa situs DMR sperma yang ditimbulkan PFAS terkait dengan proses perkembangan dan perilaku dalam RRBS, sedangkan DMR yang diidentifikasi Illumina dikaitkan dengan pensinyalan sel dan metabolisme lipid. Campuran PFAS menghasilkan 53 dan 40 gen yang diekspresikan secara diferensial (DEG) di antara sel lemak dan hati pada jantan dan 31 dan sembilan DEG di antara hewan betina. Pengayaan DEG fungsional menunjukkan perubahan dalam jalur metabolisme kolesterol, kontrol siklus sel mitosis dalam sel hati, dan migrasi leukosit myeloid dalam lemak keturunan jantan. Sebaliknya, lemak memengaruhi metabolisme karbohidrat dan perkembangan eritrosit di antara keturunan betina.
Paparan terhadap PFAS menyebabkan pergeseran metilasi pada 2.861 DMR sperma (lebih dari 5,0%), dengan 63% mengalami hipermetilasi dan 37% mengalami hipometilasi. Dari 2.861 DMR, peneliti menemukan 1.970 gen yang berbeda, dengan beberapa kata kunci fungsional yang paling kaya adalah perkembangan proyeksi neuron, morfogenesis sel, perkembangan kepala, perilaku, dan pensinyalan situs integrasi terkait wingless (Wnt). Paparan PFAS menghasilkan 83 DMR sperma (≥2 CpG per area, >5% perubahan metilasi) dibandingkan dengan kelompok kontrol, dengan 12.772 gugus CpG teridentifikasi dari lebih dari 285.000 CpG.
Peneliti menemukan 40 dan sembilan DEG di hati keturunan jantan dan betina, masing-masing. Hati jantan menunjukkan pengayaan fungsional dalam aktivitas metabolisme kolesterol, reaksi xenobiotik, proses biosintesis molekul kecil, dan kontrol siklus sel mitosis positif. Konsentrasi kolesterol lebih tinggi pada ayah yang mengandung PFAS dibandingkan pada kontrol. Tikus jantan cenderung memiliki migrasi leukosit myeloid, kontraksi otot, kaskade kinase 1/2 (ERK1/2) yang diatur oleh sinyal ekstraseluler, dan transportasi ion kalsium, dan rekan betinanya memiliki pembentukan eritrosit, kontraksi otot, proses katabolik karbohidrat, dan proses metabolisme fosfor.
Studi tersebut menemukan bahwa tikus dewasa yang terpapar kombinasi senyawa PFAS lama dan baru memiliki metilasi sperma yang abnormal, yang memengaruhi gen yang terlibat dalam pensinyalan Wnt, perkembangan saraf, dan metabolisme lipid. Keturunan pria yang terpapar PFAS menunjukkan perubahan dalam ekspresi gen di hati dan jaringan adiposa. PFAS terakumulasi di testis dan dapat memengaruhi fenotipe generasi mendatang. Keberadaan PFAS menimbulkan kekhawatiran mengenai efeknya pada pola epigenetik selama spermatogenesis, yang dapat mengubah perkembangan dan pematangan sperma.
