La tecnica del radar dello sperma potrebbe aiutare con la ricerca sulla fertilità maschile

L'aiuto potrebbe essere sulla strada per gli uomini con problemi di fertilità.

Gli scienziati in Inghilterra hanno sviluppato una nuova tecnica per esaminare lo sperma umano vivo senza ucciderli.

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È una procedura che può essere in grado di distinguere tra sperma buono e cattivo.

Questa tecnica di "spermarray", poiché non è distruttiva, potrebbe rivelarsi utile in quanto lo sperma esaminato potrebbe essere utilizzato nei trattamenti di fertilità dopo che sono stati analizzati.

Questo approccio originale è stato pionieristico - nel progetto di spettroscopia spettrale NMR (risonanza magnetica nucleare) - da parte di fisici presso l'Unità accademica di radiologia dell'Università di Sheffield.

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Hanno lavorato con esperti di fertilità dell'Unità accademica di medicina riproduttiva e dello sviluppo dell'università.

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Una prima ricerca di sperma

I professori Martyn Paley e Allan Pacey dell'Università di Sheffield hanno pubblicato i loro risultati di ricerca alla fine del mese scorso sulla rivista Molecular Human Reproduction.

Hanno detto che la loro tecnica, la spettroscopia a risonanza magnetica (MRS), è la prima a esaminare e misurare con successo le molecole nello sperma vivo.

Usando potenti magneti, l'MRS funziona come un radar. Spara impulsi a bassa energia in un campione di sperma all'interno di uno scanner appositamente progettato, che ascolta la risposta delle molecole al segnale eco.

Questo, hanno detto gli scienziati, potrebbe aiutare a distinguere tra popolazioni di sperma buono o cattivo.

Pacey, PhD, esperto di fertilità e professore di andrologia presso l'Unità accademica di medicina riproduttiva e dello sviluppo di Sheffield, ha detto che il loro studio è il primo a dimostrare che è possibile utilizzare la MRS per ottenere informazioni sulle molecole e sui metaboliti in vivo spermatozoi.

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"Per raggiungere questo obiettivo, avevamo bisogno di sviluppare un metodo affidabile per recuperare gli spermatozoi dal plasma seminale - il fluido in cui sono eiaculati - pur rimanendo certi che i segnali MRS venivano ottenuti solo dallo sperma," Pacey ha detto a Healthline.

Paley, PhD, professore di imaging biomedico nel Dipartimento di Infezione, Immunità e Malattie Cardiovascolari dell'Università, ha detto che la MRS è stata usata prima per esaminare la composizione molecolare di molte cellule e tessuti in altre malattie come il cancro, ma non è mai stato usato in precedenza per esaminare lo sperma vivo.

"Come tale", ha detto, "questi risultati sono i primi al mondo. "

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Una tecnica di misurazione

Pacey ha usato una varietà di metodi di lavaggio dello sperma comunemente usati per preparare lo sperma per la concezione assistita procedure, come la fecondazione in vitro (FIV).

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Hanno scoperto che una fase di lavaggio, chiamata centrifuga a gradiente di densità, era il modo migliore per preparare lo sperma per la scansione.

In che modo gli scienziati hanno misurato le molecole nello sperma vivo prima di questa svolta?

"Non lo fecero", disse Pacey. "In precedenza, l'unico modo per esaminare le molecole nello sperma era usare un approccio proteomico. Ciò significa che lo sperma deve essere ucciso e aperto. "

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In precedenza, gli scienziati hanno anche esaminato lo sperma usando la MRS dopo che lo sperma era stato ucciso e le molecole messe in soluzione, usando l'estrazione di metanolo, ha detto.

"Entrambe sono tecniche eccellenti e sensibili", ha affermato. "Ma lo svantaggio è che non è quindi possibile fare altro con lo sperma in seguito. Nel nostro metodo, tuttavia, lo sperma è ancora vivo e potenzialmente potrebbe essere utilizzato in un trattamento di fertilità come la fecondazione in vitro, anche se non lo abbiamo ancora fatto. "

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Infertilità

Si stima che 1 su 20 giovani uomini in Europa abbia una conta spermatica inferiore al livello raccomandato, ha detto Pacey.

Circa 1 su 7 coppie eterosessuali hanno infertilità. In questi, circa il 50% delle volte c'è un contributo maschile alla causa, ha aggiunto.

La prevalenza dell'infertilità negli Stati Uniti è di circa il 12%, secondo le statistiche del Langone Medical Center della New York University. Gli uomini contribuiscono a circa la metà di quelle coppie.

Le scelte di stile di vita hanno scarso effetto sulla fertilità.

L'obesità, lo stress, il tabacco (e potenzialmente la marijuana), i narcotici e gli steroidi anabolizzanti possono avere un impatto negativo sulla fertilità. Ma la ragione principale per cui gli uomini producono spermatozoi di bassa qualità è probabilmente di origine genetica o evolutiva, ha detto Pacey.

In uno studio pubblicato nel settembre 2012, sulla rivista Human Reproduction, Pacey ha concluso che le scelte di vita comuni apportano scarso contributo al rischio di una bassa concentrazione di spermatozoi mobili (MSC). La motilità misura quanto bene si muova lo sperma.

Nel loro nuovo studio, Pacey e Paley hanno testato lo sperma di uomini sani e di altri con problemi di fertilità.

Hanno campionato un eiaculato per uomo da 37 volontari sani. Ogni eiaculato conteneva milioni di spermatozoi. I ricercatori hanno quindi testato il loro metodo su 20 campioni di sperma provenienti da uomini sottoposti a valutazione della fertilità.

"Gli uomini avevano tra i 18 e i 40 anni, anche se l'età non è molto importante in questo studio", ha detto Pacey. "Ci sono solo piccoli cambiamenti nella qualità dell'eiaculato con l'aumentare dell'età e non sono clinicamente significativi. Gli uomini possono generare figli in età avanzata se il loro partner è ancora nei suoi anni fertili. Ad esempio, l'attore Charlie Chaplin aveva 73 anni quando ha generato il suo undicesimo figlio con la sua quarta moglie. "

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Superare le sfide tecniche

Dai loro dati raccolti, gli scienziati hanno costruito un profilo delle molecole presenti nello sperma e di come differivano tra loro campioni.

Il team di ricerca ha affrontato difficoltà tecniche quando ha cercato di distinguere le molecole presenti nello sperma da quelle che si verificano nello sperma, il liquido in cui gli spermatozoi vengono eiaculati.

Pacey ha detto di aver esplorato diversi metodi di lavaggio dello sperma che vengono utilizzati per preparare lo sperma per la fecondazione in vitro. Filtrando rapidamente i campioni più volte in una centrifuga, potrebbero ridurre il "rumore" di fondo delle molecole nello sperma per differenziarlo con precisione dalle molecole dello sperma.

"Il problema fino ad oggi è che le misure che dobbiamo valutare la salute dello sperma sono state sviluppate negli anni '50", ha detto Pacey. "Anche se ci sono stati molti tentativi per migliorare questi test, nessuno ha finora inserito la pratica clinica. Inoltre, sono tutti distruttivi per lo sperma. Quindi, speriamo che potremmo essere in grado di identificare un semplice biomarcatore che potrebbe essere un'utile aggiunta ai test attuali, o addirittura un giorno sostituirli. "

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Può aiutare la ricerca in un contesto clinico?

Un medico specializzato in fertilità ha dichiarato che saranno necessarie ulteriori ricerche prima che queste nuove scoperte possano avere utilità clinica.

Dr. Bobby Najari è un urologo e assistente professore di urologia presso il Langone Medical Center della New York University, specializzato in infertilità maschile e salute sessuale. Ha detto che mentre lo studio di Sheffield descrive una prova di principio, occorre fare più lavoro per valutare se la MRS avrà implicazioni cliniche.

"Gli autori descrivono chiaramente molti dei limiti che devono essere superati per poter essere utilizzati clinicamente", ha detto Najari a Healthline.

"Questi includono il fatto che i supporti di supporto in cui lo sperma sono normalmente memorizzati interferirebbero con la tecnologia MRS. Ma ancora più importante, i ricercatori devono alla fine determinare se le informazioni fornite da MRS aggiungono valore clinico al di là della tecnica del gradiente di densità standard e se il processo di MRS stesso abbia un impatto negativo sulla salute dello sperma. "

Valutare il danno al DNA trasportato dallo sperma sarebbe una tecnica con un'applicazione più clinica, ha detto, poiché in definitiva questo è il contributo dello sperma all'embrione.

"Il DNA dello sperma può essere valutato attraverso una varietà di metodi", ha detto Najari. "Tuttavia, rendono tutti gli spermatozoi valutati inutilizzabili per le tecniche di riproduzione assistita. Pertanto, sono test diagnostici che possono guidare la terapia, ma non possono essere utilizzati per selezionare lo spermatozoo individuale che verrà utilizzato nella tecnologia di riproduzione assistita. "

Il valore futuro di questa nuova ricerca non è chiaro, ha detto. "Deve davvero essere legato ai risultati clinici e deve dimostrare che ci fornisce informazioni utili oltre a quelle già utilizzate. "

Pacey è ottimista riguardo l'uso futuro della loro ricerca.

"La nostra speranza è che possa aiutare a trovare un biomarker che aiuti nella diagnosi della fertilità maschile", ha affermato. "O potrebbe aiutare a trovare potenziali bersagli terapeutici che potrebbero migliorare il modo in cui lo sperma nuota e quindi evitare la necessità per gli uomini di sottoporsi al concepimento assistito con il loro partner.“