Niepłodność jest coraz poważniejszym problemem medycznym, w związku z czym wiele osób decyduje się na skorzystanie z technik wspomaganego rozrodu. Za pomocą innowacyjnego urządzenia mikroprzepływowego badacze skupieni wokół pewnego europejskiego projektu chcą poprawić selekcję plemników i skuteczność kliniczną takich technik.
Techniki wspomaganego rozrodu to zabiegi takie jak zapłodnienie in vitro (IVF), wprowadzenie plemnika do cytoplazmy komórki jajowej (ICSI), krioprezerwacja gamet lub zarodków oraz stosowanie leków wspomagających płodność.
Pomimo wielu lat badań, skuteczność kliniczna technik wspomaganego rozrodu jest niska i wynosi około 35 %. Jednym z kluczowych kroków, który decyduje o powodzeniu technik wspomaganego rozrodu, jest właściwy dobór wysokiej jakości plemników.
Selekcja plemników z wykorzystaniem mikrofluidyki
Konwencjonalne metody selekcji plemników bazują na gęstości, ładunku powierzchniowym i integralności błony komórkowej, a także na ogólnej morfologii i ruchliwości plemników. Żadna z tych technik nie gwarantuje jednak powtarzalnego sukcesu klinicznego.
Inspirując się naturalnymi mechanizmami pływackimi plemników, zespół MicroFSMA postanowił usprawnić analizę i izolację wysokiej jakości spermy poprzez opracowanie urządzenia mikroprzepływego. „Nasz system został zaprojektowany tak, aby imitować fizjologię i mikrośrodowisko żeńskiego układu rozrodczego”, wyjaśnia koordynator projektu Shiva Shukla.
W drogach rodnych ssaków plemniki mają jedno główne zadanie: odnaleźć niezapłodnioną komórkę jajową, co wymaga przepłynięcia pod prąd krętą drogę przez pochwę, kanał szyjki macicy i macicę aż do jajowodu.
Ich asymetryczna budowa i witki pozwalają im poruszać się do przodu, ale nie mniej ważne są również inne parametry, takie jak temperatura i biomolekuły obecne w płynie pęcherzykowym. Zasadniczo, chemotaksja, termotaksja i reotaksja są głównymi mechanizmami kierowania plemnikami.
Zespół MicroFSMA wykorzystuje także model obliczeniowy, który określa zautomatyzowaną kinematykę pływania plemników, a następnie ocenia jakość plemników na podstawie cech takich jak prędkość, liniowość i częstotliwość uderzeń witek. Otrzymana w ten sposób analiza jakości nasienia jest bardziej kompleksowa i obejmuje liczbę, ruchliwość oraz kształt. „Choć walidacja kliniczna nie została jeszcze zakończona, jesteśmy przekonani, że nasze urządzenie nie tylko selekcjonuje ruchliwe plemniki, ale także zwiększa populację odpowiedzialną za zapłodnienie”, podkreśla Shukla.
MicroFSMA a dotychczas stosowane techniki
Istniejące techniki separacji plemników obejmują skomplikowane protokoły biologiczne oraz odwirowywanie, które często powoduje fragmentację DNA. W odróżnieniu od nich test MicroFSMA zachowuje integralność DNA i jest łatwy w użyciu dla personelu medycznego.
Technologia chipów mikroprzepływowych umożliwia skuteczne symulowanie geometrii i składu płynów w żeńskich drogach rodnych. Ponadto daje możliwość automatyzacji oraz skrócenia czasu diagnostyki i leczenia niepłodności u mężczyzn. Efektywność urządzenia można dodatkowo poprawić dzięki zastosowaniu chemoatraktantów.
Projekt MicroFSMA doprowadził do stworzenia technologii, która przyczyni się do rozwiązania problemu wysokiego wskaźnika niepowodzeń technik wspomaganego rozrodu. Zastosowanie testu MicroFSMA może poprawić selekcję plemników i skuteczność kliniczną tych technik. Będzie to oznaczało ogromne korzyści dla kobiet chcących zajść w ciążę. Dla tych kobiet techniki wspomaganego rozrodu to znacząca inwestycja pod względem czasu, pieniędzy i wysiłku, nie wspominając o towarzyszącym im stresie emocjonalnym i psychologicznym oraz ryzyku biologicznym związanym z zastrzykami hormonalnymi.
„Walidacja kliniczna opracowanej technologii jest naszym głównym celem i będzie realizowana przez firmę Béez Biotech”, dodaje na koniec Shukla. Béez Biotech opatentuje również technologię i wprowadzi ją na rynek.
Komentarze
[ z 0]