کنترل بارداری با سوئیچ مولکولی پنهان در اسپرم

به گزارش گروه بهداشت و درمان سرطان نیوز،محققان دانشگاه ایالتی میشیگان (MSU) یک «سوئیچ مولکولی» را شناسایی کرده‌اند که اسپرم را برای حرکت نهایی به سمت تخمک، شارژ می‌کند.

اسپرم پستانداران قبل از انزال، در حالت کم‌انرژی باقی می‌ماند و هنگامی که وارد دستگاه تناسلی زنان می‌شود، فعال می‌شود، سریع‌تر شنا می‌کند و دستخوش تغییرات غشایی می‌شود که لقاح را ممکن می‌کند.

در حالی که دانشمندان مدت‌ها گمان می‌کردند که این تبدیل انرژی کلید تولید مثل است، تاکنون مشخص نبود که اسپرم چگونه این انتقال را تأمین می‌کند.

بالباخ (Balbach) ​​و تیمش که با مؤسسه «ون اندل» (Van Andel) و مرکز سرطان مموریال اسلون کترینگ (Memorial Sloan Kettering Cancer Center) همکاری می‌کنند، یک تکنیک تخصصی برای ردیابی متابولیسم گلوکز درون اسپرم ایجاد کردند.

گلوکز به عنوان سوخت اصلی عمل می‌کند و محققان مسیر شیمیایی آن را دنبال کردند تا ببینند چگونه تولید انرژی افزایش می‌یابد.

بالباخ می‌گوید: می‌توانید این رویکرد را مانند رنگ‌آمیزی سقف یک خودروی به رنگ صورتی روشن و سپس دنبال کردن آن خودرو در ترافیک با استفاده از پهپاد در نظر بگیرید. در اسپرم فعال‌شده، ما شاهد حرکت بسیار سریع‌تر این خودروی رنگ‌شده در ترافیک بودیم و در عین حال مسیر مشخصی را ترجیح می‌دادیم و حتی می‌توانستیم ببینیم که خودرو در کدام تقاطع‌ها گیر می‌کند.

نتایج آنها نشان داد که یک آنزیم کلیدی موسوم به آلدولاز (aldolase)، نقشی حیاتی در تبدیل گلوکز به انرژی دارد. محققان همچنین کشف کردند که اسپرم حتی قبل از شروع سفر خود به ذخایر سوخت داخلی دسترسی پیدا می‌کند، جزئیاتی که به توضیح توانایی آنها در حفظ حرکت در مسافت‌های طولانی کمک می‌کند.

از تحقیقات باروری تا پیشگیری از بارداری

تحقیقات قبلی «بالباخ» ​​پیش از این به پتانسیل پیشگیری از بارداری با هدف قرار دادن متابولیسم اسپرم اشاره کرده بود. وی نشان داد که مسدود کردن یک آنزیم حیاتی اسپرم می‌تواند موش‌های نر را به طور موقت نابارور کند.

این کشف باعث ایجاد علاقه به نسل جدیدی از دارو‌های ضدبارداری غیر هورمونی مردانه شد که بدون تغییر سطح تستوسترون یا ایجاد ناباروری طولانی‌مدت عمل می‌کنند.

بالباخ می‌گوید: بسیاری از انواع سلول‌ها این تغییر سریع از حالت‌های انرژی پایین به بالا را تجربه می‌کنند و اسپرم راهی ایده‌آل برای مطالعه چنین برنامه‌ریزی مجدد متابولیکی است.

وی افزود: درک بهتر متابولیسم گلوکز در طول فعال‌سازی اسپرم، گام اول مهمی بود و اکنون هدف ما درک چگونگی تعمیم یافته‌های ما به گونه‌های دیگر، مانند اسپرم انسان است.

یافته‌های این تیم فراتر از تولید مثل است. با توجه به اینکه از هر ۶ نفر در سراسر جهان، یک نفر تحت تأثیر ناباروری قرار دارد، درک متابولیسم اسپرم می‌تواند آزمایش‌های تشخیصی را بهبود بخشد و میزان موفقیت در فناوری‌های کمک باروری را افزایش دهد.

به سوی کنترل بارداری بر اساس تقاضا برای مردان

دارو‌های ضدبارداری سنتی مردانه بر مسدود کردن تولید اسپرم تمرکز دارند، اما این رویکرد هفته‌ها طول می‌کشد تا مؤثر واقع شود و اغلب به هورمون‌ها متکی است.

کار «بالباخ» ​​یک جایگزین را پیشنهاد می‌کند؛ یک داروی ضدبارداری بر اساس تقاضا برای متابولیسم که با مهار آنزیم‌های کلیدی دخیل در پردازش گلوکز، فعالیت اسپرم را به طور موقت متوقف می‌کند.

بالباخ می‌گوید: در حال حاضر حدود ۵۰ درصد از کل بارداری‌ها برنامه‌ریزی نشده هستند و این به مردان گزینه‌ها و اختیار بیشتری در باروری‌شان می‌دهد. به همین ترتیب، این امر برای کسانی که از روش‌های پیشگیری از بارداری زنانه استفاده می‌کنند که مبتنی بر هورمون است و بسیار مستعد عوارض جانبی است، آزادی بیشتری فراهم می‌کند.

«بالباخ» ​​قصد دارد به بررسی چگونگی استفاده اسپرم از سوخت‌های مختلف مانند گلوکز و فروکتوز برای تأمین نیاز‌های انرژی ادامه دهد.

امید است که درک این آنزیم‌های کنترل‌کننده جریان خون در نهایت منجر به گزینه‌های ایمن و برگشت‌پذیر پیشگیری از بارداری برای مردان و زنان شود.

«بالباخ» ​​افزود: من هیجان‌زده‌ام که ببینم چه چیز‌های دیگری می‌توانیم پیدا کنیم و چگونه می‌توانیم این اکتشافات را به کار ببریم.

این مطالعه در مجله National Academy of Sciences منتشر شده است.