"Spermare Radar" -Technik könnte bei männlicher Fruchtbarkeitsforschung helfen

Bei Männern mit Fruchtbarkeitsproblemen kann Hilfe hilfreich sein.

Wissenschaftler in England haben eine neue Technik entwickelt, um lebende menschliche Spermien zu untersuchen, ohne sie zu töten.

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Es ist ein Verfahren, das zwischen guten und schlechten Spermien unterscheiden kann.

Diese "Spermaradar" -Technik könnte, da sie nicht zerstörend ist, sich als nützlich erweisen, da das untersuchte Sperma nach der Analyse in Fertilitätsbehandlungen verwendet werden könnte.

Dieser originelle Ansatz wurde - im interdisziplinären Projekt der Spermien-NMR (Kernspinresonanz) - von Physikern der akademischen Einheit für Radiologie an der Universität Sheffield entwickelt.

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Sie arbeiteten mit Fruchtbarkeitsexperten der Universitätsklinik für Reproduktions- und Entwicklungsmedizin zusammen.

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Eine Premiere in der Spermienforschung

Die Professoren Martyn Paley und Allan Pacey von der Universität Sheffield haben Ende letzten Monats ihre Forschungsergebnisse in der Zeitschrift Molecular Human Reproduction veröffentlicht.

Sie sagten, ihre Technik, die Magnetresonanzspektroskopie (MRS), ist die erste, die Moleküle in lebenden Spermien erfolgreich untersucht und misst.

Mit starken Magneten arbeitet MRS wie Radar. Es zündet niederenergetische Impulse an einer Spermaprobe in einem speziell entwickelten Scanner, der auf die Reaktion der Moleküle auf das Echosignal hört.

Dies, so die Wissenschaftler, könnte helfen, zwischen Populationen von gutem oder schlechtem Sperma zu unterscheiden.

Pacey, PhD, Fruchtbarkeitsexperte und Professor für Andrologie in Sheffields akademischer Einheit für Reproduktions- und Entwicklungsmedizin, sagte, dass ihre Studie als erste zeigt, dass es möglich ist, MRS zu nutzen, um Informationen über die Moleküle und Metaboliten in lebenden Menschen zu erhalten Spermatozoen.

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"Um dies zu erreichen, mussten wir eine zuverlässige Methode entwickeln, um Spermien aus dem Samenplasma - der Flüssigkeit, in der sie ejakuliert werden - wiederzugewinnen und dabei sicher zu sein, dass die MRS-Signale nur von Spermien erhalten wurden", so Pacey sagte Healthline.

Paley, PhD, Professor für biomedizinische Bildgebung an der Universitätsklinik für Infektions-, Immunitäts- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen, sagte, dass MRS schon früher verwendet wurde, um die molekulare Zusammensetzung vieler Zellen und Gewebe bei anderen Krankheiten wie Krebs zu untersuchen, aber Es wurde nie zuvor verwendet, um lebende Spermien zu untersuchen.

"Als solche", sagte er, "sind diese Ergebnisse eine Weltneuheit. "

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Eine Messtechnik

Pacey verwendete eine Vielzahl von Spermienwaschmethoden, die üblicherweise zur Vorbereitung der Spermien für die assistierte Empfängnis verwendet werden Verfahren wie In-vitro-Fertilisation (IVF).

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Sie fanden, dass ein Waschschritt, genannt Dichtegradientenzentrifugation, der beste Weg war, Sperma zum Scannen vorzubereiten.

Wie haben Wissenschaftler vor diesem Durchbruch Moleküle im lebenden Sperma gemessen?

"Haben sie nicht", sagte Pacey. "Bisher war die einzige Möglichkeit, die Moleküle in Spermien zu untersuchen, ein proteomischer Ansatz. Das bedeutet, dass das Sperma getötet und aufgebrochen werden muss. "

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Zuvor hatten die Wissenschaftler auch Spermien mit MRS untersucht, nachdem die Spermien abgetötet worden waren und die Moleküle durch Methanolextraktion gelöst worden waren.

"Beide sind ausgezeichnete und sensible Techniken", sagte er. "Aber der Nachteil ist, dass danach nichts mehr mit dem Sperma gemacht werden kann. In unserer Methode sind die Spermien jedoch noch am Leben und könnten möglicherweise in einer Fruchtbarkeitsbehandlung wie IVF verwendet werden, obwohl wir das noch nicht getan haben. "

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Unfruchtbarkeitsstufen

Schätzungsweise 1 von 20 jungen Männern in Europa haben Spermien unter dem empfohlenen Wert, sagte Pacey.

Ungefähr 1 von 7 heterosexuellen Paaren hat Unfruchtbarkeit. In diesen etwa 50 Prozent der Zeit gibt es einen männlichen Beitrag zur Ursache, fügte er hinzu.

Die Prävalenz der Infertilität in den Vereinigten Staaten liegt laut Statistiken des Langone Medical Centers der New York University bei etwa 12 Prozent. Männer tragen etwa zur Hälfte bei diesen Paaren bei.

Lebensstil Entscheidungen haben wenig Einfluss auf die Fruchtbarkeit.

Übergewicht, Stress, Tabak (und möglicherweise Marihuana), Narkotika und anabole Steroide können die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. Aber der größte Grund, warum Männer Spermien von schlechter Qualität produzieren, ist wahrscheinlich genetische oder entwicklungsbedingte Ursachen, sagte Pacey.

In einer Studie, die im September 2012 in der Zeitschrift Human Reproduction veröffentlicht wurde, kam Pacey zu dem Schluss, dass gemeinsame Lebensstilentscheidungen wenig zum Risiko einer niedrigen beweglichen Spermienkonzentration (MSC) beitragen. Motilität misst, wie gut sich Spermien bewegen.

In ihrer neuen Studie testeten Pacey und Paley Sperma von gesunden Männern und von anderen mit Fruchtbarkeitsproblemen.

Sie probierten ein Ejakulat pro Mann von 37 gesunden Probanden. Jedes Ejakulat enthielt Millionen von Spermien. Die Forscher testeten ihre Methode an 20 Samenproben von Männern, die sich einer Fertilitätsbeurteilung unterzogen.

"Die Männer waren zwischen 18 und 40, obwohl das Alter in dieser Studie nicht sehr wichtig ist", sagte Pacey. "Es gibt nur geringfügige Veränderungen in der Ejakulatqualität mit zunehmendem Alter, und sie sind nicht so klinisch signifikant. Männer können Kinder bis ins hohe Alter zeugen, wenn ihre Partnerin noch in ihren fruchtbaren Jahren ist. Zum Beispiel war der Schauspieler Charlie Chaplin 73, als er mit seiner vierten Frau sein elftes Kind zeugte. "

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Überwindung technischer Herausforderungen

Aus ihren gesammelten Daten haben die Wissenschaftler ein Profil der im Sperma vorhandenen Moleküle und deren Unterschiede erstellt Proben.

Das Forschungsteam sah sich mit technischen Schwierigkeiten konfrontiert, als sie versuchten, die in den Spermien vorhandenen Moleküle von denen zu unterscheiden, die im Samen vorkommen, der Flüssigkeit, in der die Spermatozoen ejakuliert werden.

Pacey sagte, dass sie verschiedene Spermawaschmethoden erforscht haben, die zur Vorbereitung von Sperma auf IVF verwendet werden. Durch das schnelle Schleudern der Proben in einer Zentrifuge konnten sie den Hintergrund "Rauschen" von Molekülen im Samen reduzieren, um sie genau von den Molekülen in Spermien zu unterscheiden.

"Das Problem ist, dass die Maßnahmen zur Beurteilung der Spermiengesundheit in den 1950er Jahren entwickelt wurden", sagte Pacey. "Obwohl es viele Versuche gegeben hat, diese Tests zu verbessern, ist bisher keine in die klinische Praxis eingetreten. Darüber hinaus sind sie alle zerstörerisch für Sperma. Daher hoffen wir, dass wir einen einfachen Biomarker identifizieren können, der eine nützliche Ergänzung zu den aktuellen Tests sein könnte oder sie eines Tages ersetzen könnte. "

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Kann Forschung in einer klinischen Umgebung helfen?

Ein auf Fertilität spezialisierter Arzt sagte, dass zusätzliche Forschung erforderlich sein wird, bevor diese neuen Erkenntnisse klinische Nützlichkeit haben können.

Dr. Bobby Najari ist Urologe und Assistenzprofessor für Urologie am Langone Medical Center der New York University, der sich auf männliche Unfruchtbarkeit und sexuelle Gesundheit spezialisiert hat. Er sagte, während die Sheffield-Studie einen Beweis für das Prinzip beschreibt, müsse mehr Arbeit geleistet werden, um zu bewerten, ob MRS klinische Implikationen haben wird.

"Die Autoren beschreiben deutlich die vielen Einschränkungen, die es zu überwinden gilt, damit sie klinisch angewendet werden können", sagte Najari gegenüber Healthline.

"Dazu gehört die Tatsache, dass die unterstützenden Medien, in denen Spermien typischerweise gelagert werden, die MRS-Technologie beeinträchtigen würden. Aber noch wichtiger ist, dass die Forscher letztendlich herausfinden müssen, ob die von MRS bereitgestellten Informationen einen klinischen Wert jenseits der Standard-Dichte-Gradienten-Technik hinzufügen und ob der Prozess von MRS selbst die Gesundheit von Spermien negativ beeinflusst. "

Die Bewertung der Schädigung der DNA, die von Spermien getragen wird, wäre eine Technik mit mehr klinischer Anwendung, sagte er, da dies letztlich der Beitrag der Spermien zum Embryo ist.

"Spermien-DNA kann durch eine Vielzahl von Methoden bewertet werden", sagte Najari. "Sie machen jedoch alle untersuchten Spermien für assistierte Reproduktionstechniken unbrauchbar. Daher sind sie diagnostische Tests, die die Therapie leiten können, aber sie können nicht dazu verwendet werden, einzelne Spermien auszuwählen, die in der assistierten Reproduktionstechnologie verwendet werden. "

Der zukünftige Wert dieser neuen Forschung ist unklar, sagte er. "Es muss wirklich an die klinischen Ergebnisse gebunden sein, und es muss zeigen, dass es uns nützliche Informationen liefert, die über das hinausgehen, was es bereits verwendet hat. "

Pacey ist optimistisch in Bezug auf die zukünftige Nutzung ihrer Forschung.

"Unsere Hoffnung ist, dass es helfen könnte, einen Biomarker zu finden, der bei der Diagnose der männlichen Fruchtbarkeit hilft", sagte er. "Oder es könnte helfen, mögliche Therapieziele zu finden, die das Schwimmen von Spermien verbessern könnten und dadurch die Notwendigkeit für Männer vermeiden, sich einer assistierten Empfängnis mit ihrem Partner zu unterziehen."