کشف پروتئین کلیدی در شکل‌گیری اسپرم؛ گامی جدید برای درمان ناباروری مردان
کشف پروتئین کلیدی در شکل‌گیری اسپرم؛ گامی جدید برای درمان ناباروری مردان
گروهی از پژوهشگران در مرکز پژوهش پویایی سامانه‌های زیستی RIKEN در ژاپن با انجام مطالعه‌ای روش موش‌ها نشان داده‌اند پروتئینی به نام Poc5 برای رشد دُمِ اسپرم (بخشی حیاتی که به اسپرم کمک می‌کند برای رسیدن به تخمک شنا کند) ضروری به‌نظر می‌رسد. آن‌ها دریافتند که در نبود این پروتئین، موش‌های نر اسپرم سالم و قابل‌استفاده‌ای تولید نمی‌کنند.
هیروکی شیبویا، یکی از نویسندگان مطالعه به ساینتیفیک آمریکن می‌گوید این کشف مستقیماً به درک ما از چگونگی شکل‌گیری دُمِ اسپرم انسان کمک می‌کند، زیرا اسپرم موش شباهت‌های مهمی با اسپرم انسان دارد. شیبویا می‌افزاید: «اگر روش مطالعه ما روی اسپرماتیدهای انسانی به‌کار گرفته شود، می‌توان دقیقاً مشخص کرد کدام ناهنجاری ساختاری پشت ناباروری قرار دارد.»
طبق گزارش سازمان جهانی بهداشت، ناباروری حدود یک نفر از هر شش نفر را در جهان تحت تأثیر قرار می‌دهد و برآورد می‌شود که حدود ۵۰ درصد موارد ناباروری به عوامل مردانه مربوط باشد. با وجود شیوع بالا، دلایل ناباروری مردان هنوز به‌خوبی شناخته نشده است و بیشتر درمان‌ها بر زنان متمرکز است.
شیبویا می‌گوید یکی از دلایلی که ناباروری مردان تا حدی مورد غفلت قرار گرفته، این است که مطالعه شکل‌گیری اسپرم بسیار پیچیده و سخت است، زیرا اسپرم‌ها بسیار کوچک هستند و دیدن جزئیات ساختاری آن‌ها دشوار است. دی‌ان‌ای سلول‌های اسپرم در حال رشد، به‌سرعت متراکم می‌شود تا سر و سپس دُمی شکل بگیرد که به حرکت اسپرم کمک می‌کند. هر مشکل کوچکی در این فرآیند می‌تواند باعث ناباروری شود.
شیبویا و تیمش تصمیم گرفتند روی دُم اسپرم تمرکز کنند. روی دُم، دو سیلندر کوچک به نام سانتریول قرار دارد. پژوهشگران با استفاده از تکنیکی به نام «میکروسکوپی انبساطی ساختارهای فوق‌ریز»، توانستند سلول‌ها را چندین برابر بزرگ‌تر کند و برای اولین بار نحوه تغییر سانتریول‌ها در طول رشد اسپرم را به نمایش گذاشتند.
پروتئین Poc5 برای شکل‌گیری صحیح دُم اسپرم ضروری است و در غیاب آن، موش‌های نر اسپرم سالم تولید نمی‌کنند
میکروسکوپی انبساطی ساختارهای فوق‌ریز یک روش نوین تصویربرداری است که به‌جای افزایش قدرت بزرگ‌نمایی میکروسکوپ، خودِ نمونه را بزرگ می‌کند. در این تکنیک، سلول یا بافت در یک هیدروژل پلیمری قرار می‌گیرد؛ ژلی که پس از جذب آب متورم می‌شود و تمام ساختارهای درونی نمونه را به‌طور یکنواخت «می‌کِشد» و چند برابر بزرگ‌تر می‌کند، بدون آن‌که آرایش فضایی آن‌ها برهم بخورد.
این انبساط کنترل‌شده باعث می‌شود اجزایی که در حالت عادی بسیار کوچک‌تر از حد تفکیک میکروسکوپ نوری هستند، اکنون با جزئیات دقیق قابل مشاهده شوند. به‌این‌ترتیب، میکروسکوپی انبساطی پلی میان میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی ایجاد می‌کند و امکان مطالعه‌ی سازه‌های بسیار ریز سلولی را با تجهیزات ساده‌تر و دسترس‌پذیرتر فراهم می‌سازد.
-
بینش جدید درمورد ناباروری؛ دانشمندان معمای صدساله اسپرم را حل کردند18 بهمن 02
مطالعه ‘2
-
دانشمندان از سلول پوست، تخمک انسانی ساختند؛ گامی بزرگ برای درمان ناباروری10 مهر 04
مطالعه ‘4
-
داروی ضدجوش راکوتان؛ درمانی غیرمنتظره برای بازگشت تولید اسپرم در مردان نابارور22 شهریور 04
مطالعه ‘3
محققان دریافتند که داخل یکی از سانتریول‌ها نوعی داربست وجود دارد که با گذر زمان قوی‌تر می‌شود. آن‌ها قبلاً می‌دانستند پروتئینی به نام Poc5 در شکل و عملکرد سانتریول‌ها نقش دارد. بنابراین شیبویا و تیمش موش‌هایی با ژن Poc5 ویرایش‌شده ایجاد کردند که پروتئین مذکور در آن‌ها تولید نمی‌شد. در حالی که موش‌های نر به‌طور کلی به‌طور طبیعی رشد می‌کردند، دُم اسپرم‌هایشان به‌خوبی شکل نگرفته بود.
سوزان داچر، ژنتیک‌دان دانشگاه واشینگتن در سنت لوئیس که در مطالعه نقشی نداشته است با اشاره به این موضوع که شناسایی ژن‌ها گامی مهم در مسیر درمان ناباروری است، می‌گوید: «وقتی با این نوع مشکلات روبه‌رو هستید، دانستن علت آن‌ها بسیار مفید است. گرچه اولین باری نیست که دانشمندان از روش میکروسکوپی انبساطی برای بررسی اسپرم استفاده می‌کنند، این تکنیک برای پیشبرد علم باروری ضروری است.»
تیم شیبویا تلاش می‌کند آزمایش خود را در حیوانات دیگر، ازجمله مارمولک‌ها، همسترها، کیسه‌داران، مارموسِت‌ها و ماکاک‌ها تکرار کند. گرچه گروه او تاکنون مطالعه مشابهی روی اسپرم انسان انجام نداده است، او می‌گوید: «هیچ مانع فنی جدی برای به‌کارگیری این روش روی اسپرم انسان وجود ندارد.»
پژوهش در ژورنال Science Advances منتشر شده است.
