211service.com
Bästa spermierna för jobbet
Vissa tillvägagångssätt för provrörsbefruktning innebär att man blandar spermier och ägg i ett provrör och låter naturen ta sin gång. Men i ungefär hälften av alla infertilitetsfall kan ett problem med mannens spermier kräva en mer direkt metod. I dessa fall används ibland en annan process, som kallas intracytoplasmatisk spermieinjektion (ICSI), där en enda spermiecell injiceras direkt i ett ägg. Med denna engångsmöjlighet är det viktigt att välja en spermiecell med den bästa potentialen för framgång. Ett team vid University of Edinburgh, Skottland, har nu tillkännagivit en ny teknik för att säkerställa att de bästa spermierna vinner: analysera deras DNA för potentiell skada i förväg och välja de som är strukturellt sunda.
Spridd ljus: Alistair Elfick demonstrerar en teknologi som kallas Raman-spektroskopi, som använder laserljus för att identifiera kemiska förändringar - i det här fallet hittar den spermier med det bästa DNA.
Det är en ny utveckling som kan vara mycket lovande, säger Alan Penzias , en reproduktiv endokrinolog vid Boston IVF och Harvard Medical School, som inte var involverad i forskningen. Penzias förklarar att nuvarande standarder för att välja en enskild spermiecell för ett ICSI-förfarande vanligtvis beror på att bedöma hur bra spermierna simmar; om ingen av spermierna kan simma, kan ett kemiskt test hitta de som är intakta och levande. Det har verkligen varit ganska grovt, säger han.
Alistair Elfick , ledande forskare för Edinburgh-teamet, förklarar att genom att välja en enskild sperma snarare än att låta många spermier simma till och tävla om en plats i ägget, har du i hög grad blivit den som avgör kvaliteten på den spermien. Så uppenbarligen finns det en motivation att ha ett mer rigoröst urvalsförfarande. Med denna nya teknik kan forskarna rangordna olika spermier och välja den med mest intakt DNA. Slutpunkten vi går mot är att ha en poäng av DNA-kvalitet, säger Elfick. Men han tillägger att tillvägagångssättet är ett övergripande mått på spermiernas hälsa; det är inte tillräckligt känsligt för att välja och vraka egenskaper.
Metoden som Elfick och hans kollegor utvecklade bygger på Raman-spektroskopi, en teknik som mäter hur molekyler sprider fotoner från en laserstråle och avslöjar molekylernas vibrationsegenskaper. För att undersöka en enda spermiecell med Raman-spektroskopi, fäster forskarna först den med en optisk pincett – en fokuserad laserstråle som kan fånga ett litet föremål som en levande cell. Den unika spridningen som produceras av varje molekyl skapar ett fingeravtryck av innehållet i ett prov, vilket gör det möjligt för forskare att analysera dess kemiska sammansättning. I den här applikationen använder forskarna Raman-spektroskopi för att titta på strukturen av en spermiecells DNA och avgöra om det DNA är trasigt eller intakt. Elfick förklarar att när DNA går sönder bildas en kemisk grupp i ändarna av rasten, och de kan detekteras med Raman-spektroskopi.
DNA-skador har associerats med fall av manlig infertilitet och en förlust av spermiers förmåga att simma. Även om sambandet mellan DNA-avbrott och infertilitet kräver mer forskning, säger Elfick att det är mycket troligt att ju bättre DNA, desto bättre kommer spermierna att ha det.
Preliminära tester tyder på att tekniken inte skadar cellerna, även om Elfick säger att mer rigorösa tester måste göras för att få tekniken i klinisk användning. Hans team hoppas kunna kommersialisera denna och andra tillämpningar för Raman-spektroskopi, inklusive att analysera bröstcancerceller för specifika proteiner för att skräddarsy kemoterapi till enskilda patienter.
Michael Morris , en kemist vid University of Michigan som använder Raman-spektroskopi för att analysera ben, säger att många utredare arbetar med kliniska tillämpningar för tekniken. På nivån för enskilda celler använder forskare Raman-spektroskopi för att skilja normala celler från cancerceller och för att identifiera specifika bakteriestammar, till exempel de som orsakar behandlingsresistenta infektioner på sjukhus. Ramanspektroskopi lovar också som ett sätt att studera sjukdom direkt hos patienter. Forskare som MIT:s Michael Feld undersöker möjligheten att använda den i kombination med minimalt invasiva sonder för att leta efter cancer eller andra sjukdomsprocesser inuti patientens vävnader. Denny Sakkas, en vetenskapsman vid Yale University och Molekylär biometri , har utvecklat en liknande teknik som kallas spektrofotometri för att utvärdera viabiliteten hos embryon, och arbetar för att utöka den för att analysera mänskliga ägg. Morris misstänker att många nya applikationer kommer att dyka upp, eftersom tekniken har stor kraft för att upptäcka kemisk förändring i små prover.