Brasilianische Forscher testen Technik, die das kann

Wissenschaftler der São Paulo State University haben ein Gerät, das bereits zur Analyse von Rinderreproduktionszellen verwendet wird, umfunktioniert, um verschiedene Eigenschaften menschlicher Spermien gleichzeitig zu beobachten

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Bild: Camila de Paula Freitas Dell'Aqua und Josiane de Lima Rosa, Forscher bei UNESP und gemeinsame Erstautoren eines Artikels in Reproductive Toxicology, der über die Ergebnisse der Studie berichtetmehr sehen

Bildnachweis: CERAN/UNESP & ReproTox

Die Durchflusszytometrie, eine laserbasierte Technik zur Erkennung und Analyse der chemischen und physikalischen Eigenschaften von Zellen oder Partikeln, wird bereits häufig zur Beurteilung der Integrität tierischer Spermien eingesetzt und kann zur Analyse menschlicher Spermien eingesetzt werden, insbesondere um die potenzielle männliche Fruchtbarkeit besser vorherzusagen laut einem Artikel genauer als herkömmliche Methodenveröffentlichtin der Zeitschrift Reproductive Toxicology.

Der Artikel stammt von Forschern der São Paulo State University (UNESP) in Brasilien, die über den ersten erfolgreichen Einsatz der Durchflusszytometrie zur Funktionsanalyse menschlicher Spermien berichten. In der wissenschaftlichen Literatur gebe es keine Präzedenzfälle, behaupten die Autoren.

Die Studie umfasste den Einsatz eines Zytometers, eines optoelektronischen Geräts, das mit Lasern ausgestattet ist, die Fluorophore (Licht emittierende chemische Verbindungen) anregen, und Filter, die Fluoreszenz in verschiedenen Farben erkennen, wobei die verschiedenen Wellenlängen spezifischen Eigenschaften von Zellen im Zusammenhang mit der Fruchtbarkeit entsprechen.

Mithilfe der Durchflusszytometrie testeten sie in einer einzigen Probe Folgendes: die Integrität und Stabilität der Spermienplasmamembran, die für ihr Überleben im weiblichen Genitaltrakt und für ihre Fähigkeit, mit der Eizelle zu verschmelzen, von entscheidender Bedeutung ist; der Status des Akrosoms, der Spermienspitze, die Enzyme enthält, die das Eindringen in die Eizelle erleichtern; Mitochondriales Potenzial, um die Energie zu erzeugen, die das Flagellum der Spermien durch den weiblichen Genitaltrakt treibt; und Produktion von Superoxidanionen in der mitochondrialen Matrix, einer oxidierenden Verbindung, die für die Bindung des Spermas an die Eizelle erforderlich ist, im Übermaß jedoch schädlich ist.

Die menschliche Spermienzahl ist in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich zurückgegangen, was wiederum den Rückgang der Geburten und den Rückgang der globalen Fertilitätsrate beeinflusst hat. Die klinische Beurteilung dieser Zellen ist die wesentliche Grundlage sowohl für die Erkennung von Unfruchtbarkeitsfällen als auch für die Arbeit mit assistierten Reproduktionstechnologien wie der In-vitro-Fertilisation (IVF), bei der weibliche Eizellen außerhalb des Körpers befruchtet werden.

Bei einer Art der IVF handelt es sich um die intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI), bei der ein einzelnes Spermium für die direkte Injektion mit einer mikroskopischen Nadel in eine reife Eizelle ausgewählt wird. Die größte Herausforderung besteht darin, dass es schwierig ist, mehrere Attribute gleichzeitig in einer einzelnen Zelle zu testen, um die Genauigkeit der Fruchtbarkeitsvorhersage zu verbessern.

In der neuesten Ausgabe (2021) des Handbuchs der Weltgesundheitsorganisation zur Untersuchung und Verarbeitung von menschlichem Sperma wird anerkannt, dass der herkömmliche Ansatz zur Spermienbeurteilung in einem klinischen Labor mittels Spermiogramm nicht in der Lage ist, das männliche Fruchtbarkeitspotenzial genau vorherzusagen, und dass viele Fälle idiopathisch (ungeklärt) bleiben ).

„Unter dem Mikroskop kann man eine kleine Anzahl von Zellen zählen – etwa 100 oder 200 pro Probe – aber mit einem Durchflusszytometer steigt die Zahl auf mindestens 20.000. Man kann mehr als einen Teil des Spermas gleichzeitig beobachten.“ „Dadurch wird die Analyse deutlich präziser und kann als Grundlage für eine gezielte, durchsetzungsfähige Behandlung dienen“, sagte erJosiane de Lima Rosa, Erstautor des nebenstehenden ArtikelsCamila von Paula Freitas Dell'Aqua . Die Studie warunterstützt von FAPESP.

„Die Ergebnisse dieser Studie ergänzen die bisherigen Erfahrungen in der Veterinärmedizin in Einrichtungen, die mit Rindersperma arbeiten, und stellen eine neue Möglichkeit für den Einsatz der Durchflusszytometrie in Laboratorien für die menschliche Reproduktion dar“, sagte Dell'Aqua.

Um sicherzustellen, dass das von ihnen entwickelte Analyseprotokoll weit verbreitet ist, testeten die Forscher in der Studie zwei Arten von Zytometern: ein robusteres mit drei Lasern (rot, blau und violett) und ein einfacheres mit zwei Lasern.

Neue Partnerschaften

Neben der Entwicklung einer effektiveren Technik zur Analyse des Fruchtbarkeitspotenzials bestand das Ziel der Studie darin, den Informationsaustausch zwischen Fachleuten der Human- und Veterinärmedizin zu fördern, um zur Entwicklung neuartiger Verfahren beizutragen.

„Die Veterinärmedizin erfordert weniger bioethische Strenge bei der Probenentnahme und kann einfacher Versuche zur Suche nach alternativen Instrumenten durchführen. Dies kann translatorisch auf die Humanmedizin übertragen werden. Es ist wichtig, die beiden Bereiche zu kombinieren, um voranzukommen“, sagte erFabiana Ferreira de Souza, Professor und Forscher in der Abteilung für Veterinärchirurgie und Tierreproduktion an der Fakultät für Veterinärmedizin und Tierwissenschaften (FMVZ) der UNESP.

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