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Wissenschaftler identifizieren neue Protein-Biomarker zur Visualisierung sich entwickelnder Spermien, um den potenziellen Erfolg einer chirurgischen Spermienentnahme zu beurteilen.
In einer kürzlich durchgeführten Studie entwickelten Wissenschaftler einen Diagnosetest zur Identifizierung funktionsfähiger Spermien bei unfruchtbaren Männern, der möglicherweise den Ansatz zur Behandlung männlicher Unfruchtbarkeit und zur assistierten Reproduktionstechnologie revolutioniert.
„Männliche Unfruchtbarkeit ist ein anerkanntes Problem, das wissenschaftliche und klinische Aufmerksamkeit verdient“, sagte Andrej Drabowicz, Assistenzprofessor für Labormedizin und Pathologie an der University of Alberta und korrespondierender Autor der Studie. Molekulare und zelluläre Proteine Stady.
Jedes sechste Paar, das schwanger werden möchte, leidet unter Unfruchtbarkeitsproblemen. Tatsächlich sind etwa 10 % der Männer in den Vereinigten Staaten unfruchtbar. Die häufigste Ursache für schwere männliche Unfruchtbarkeit ist eine Erkrankung namens Nicht-obstruktive AzoospermieDies führt aufgrund einer schlechten Spermien- oder Spermienentwicklung dazu, dass sich keine Spermien im Ejakulat befinden.
während Assistierte Reproduktionstechnologie Laut Drabovich hat sich die Spermienextraktion bei Männern mit NOA in den letzten 50 Jahren erheblich verbessert, kann im Operationssaal bis zu 10 Stunden dauern und weist unterschiedliche Erfolgsraten auf.
„Manchmal können Chirurgen während einer mehrstündigen Operation nur wenige gesunde Spermien entnehmen“, sagte Drabovic.
Aus diesem Grund machte er sich daran, eine nicht-invasive Methode zur Diagnose von NOA zu entwickeln und festzustellen, ob diese Männer gesunde Spermien hatten, die eine Eizelle befruchten könnten.
„Tests, die das Vorhandensein oder Fehlen gesunder Spermien im Samen zeigen, können einen guten Überblick über die Gesamtspermienzahl eines Patienten geben“, sagte Drabovich. „Wenn sich im Ejakulat gesunde Spermien befinden, ist das für den Urologen und Chirurgen grünes Licht, mit der Operation fortzufahren. Allerdings ist es eine ziemliche Herausforderung, gesunde Spermien in einem Trümmerfeld zu finden.“
Drabowicz führte Massenspektrometrie an Samen von Männern mit normaler Fruchtbarkeit sowie von unfruchtbaren Männern mit durch Biopsie bestätigter obstruktiver Azoospermie oder NOA durch.
Nach der Analyse identifizierte sein Team zwei Proteine, AKAP4 und ASPX, die in gesunden Spermien von Männern mit NOA vorhanden sind. Sie zeigten mithilfe einer Methode namens bildgebende Durchflusszytometrie, dass sich ASPX im Kopf des Spermiums befindet, während AKAPA4 im Schwanz lokalisiert ist. Bei der bildgebenden Durchflusszytometrie nimmt das Gerät Bilder einzelner Zellen auf. Nach der Analyse dieser Proben helfen Computeralgorithmen den Forschern, Millionen von Bildern von Zelltrümmern und unentwickelten Spermien zu extrahieren, um eine kleine Anzahl gesunder Spermien zu identifizieren.
Da die Rolle von AKAP4 und ASPX noch nicht vollständig geklärt ist, plant Drabovich zu untersuchen, wie sie zur Spermienfunktion beitragen.
Er sagte auch, dass seine Arbeit in Zukunft zu Medikamenten zur Empfängnisverhütung für Männer führen könnte.
„Wir wollen sehen, ob wir die Geschichte umkehren und versuchen können, an Verhütungsmitteln für Männer zu arbeiten“, sagte Drabowicz. „Wenn wir die Funktion des Proteins kennen würden, könnten wir es möglicherweise hemmen, um ein nicht-hormonelles Verhütungsmittel für den Mann zu entwickeln, eine Art Medikament, das derzeit sehr gefragt ist.“
Referenz: „Keimzellspezifische Proteine AKAP4 und ASPX erleichtern die Erkennung seltener Spermatogonien bei nicht-obstruktiver Azoospermie“ von Junyan Zhang, Mirzo Kanatov, Keith Jarvie, Andre Gauthier-Fischer, Sergey I. Moskovtsev, Clifford Liberach, Andre B. Drabowicz, 21. April 2023, hier verfügbar. Molekulare und zelluläre Proteine.
doi: 10.1016/j.mcpro.2023.100556
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