به گزارش مجله خبری نگار، به نقل از سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران، جداسازی اسپرمهای دامی برای تولید رویانهای دارای جنسیت مشخص بر اساس روشهای جداسازی ایمونولوژیک (ایمنیشناسی) و هیدرودینامیکی با همکاری اسمعیل پیش بین و محمد زندی از اعضای هیات علمی این سازمان در حال انجام است.
رییس سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی در این مورد توضیح داد: توانایی پیشانتخاب جنسیت دام از طریق جداکردن اسپرم دارای کروموزوم X و Y برای صنعت پرورش دام اهمیت بسزایی دارد. این قابلیت در برنامه اصلاح دامهای ماده به خصوص برای تولید شیر و در نرها برای تولید گوشت و افزایش تعداد دام مورد توجه است. تاکنون تلاشهایی برای جداسازی اسپرمهای دارای کروموزوم X و Y با استفاده از روشهای مختلف مبتنی بر حجم و تحرک اسپرم، الگوهای شناکردن، مارکرهای سطحی و خواص ایمونولوژیکی مربوطه انجام شده است. اما بسیاری از این روشها قادر به ایجاد جداسازی معنی دار نبوده یا تکرارپذیر نیست.
حسن زمانیان گفت: جداسازی اسپرمهای با کروموزوم X و Y در چند کشور به صورت تجاری برای گاو انجام میشود. این کار عمدتا وابسته به تکنیک فلوسایتومتری (Flow cytometry) از روشهای سلولشناسی یا یاختهسنجی است که به بررسی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی سلولها یا اجزای مختلف آنها میپردازد و دقت آن بیش از ۹۰ درصد است. این روش به دلیل افزایش ۲۰ درصدی سلولهای اسپرم مرده یا آسیب دیده به دلیل القای استرس هیدرودینامیکی در فرآیند جداسازی، انکوباسیون با رنگ فلورسنت و مراحل سرد کردن و نگهداری در دماهای پایین قبل از تلقیح باعث کاهش پتانسیل باروری سلولهای تفکیک شده میشود. علاوه بر این کاهش میزان استحصال اسپرمهای تفکیک شده به حدود دو میلیون اسپرم در هر دوز در مقایسه با دوزهای منی مرتب نشده که معمولاً دارای غلظت حدود ۲۰ میلیون سلول اسپرم هستند سهم عمدهای در محدود کردن استفاده معمول از این روش در دام دارد.
معاون وزیر علوم افزود: اخیرا با پیشرفت در حوزه سیستمهای میکروفلوییدیک یا ریزسیالشناسی (Microfluidics) از این مفهوم برای انتخاب اسپرم استفاده شده است. سیستمهای میکروفلوییدیک به دلیل ویژگیهایی که سلول اسپرم در میکروکانالها از خود نشان میدهد، میتوانند برای جداسازی اسپرم مناسب باشند. این ویژگیهای اسپرم در میکروکانالها باعث شده انتخاب اسپرم با سیستمهای میکروفلوییدیک شبیه به شرایط درون تنی باشد. ویژگیهای حرکتی و رفتاری اسپرم مانند حرکت نزدیک به سطح میکروکانال، حرکت اسپرم خلاف جهت جریان سیال، پاسخ کموتاکسی و ... منجر شده است تا بتوان با الهام از این موارد در سیستمهای میکروفلوییدیک شرایطی را برای جداسازی اسپرم فراهم کرد.
تاکنون سیستمهای میکروفلوییدیک متنوعی برای جداسازی اسپرمها ارائه شده است که به دو دسته فعال و غیرفعال تقسیم میشوند. در روش فعال با استفاده از میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی جداسازی اسپرم انجام میشود. در روش غیرفعال اسپرمهای متحرک در یک محیط و هندسه خاص با توجه به خاصیت تحرک و پیروی کردن از سطوح میکروکانال، از سایر محتویات نمونه جدا میشوند.
زمانیان با اشاره به اینکه امروزه سیستمهای میکروفلوئیدیک مجتمع شده با روشهایی برای آنالیز و جداسازی سلولی استفاده میشوند افزود: در این روش از تفاوت در بار غشا (پتانسیل زتا) بین سلولهای اسپرم حاوی کروموزوم X و Y برای جداسازی و در این مطالعه از یک سیستم میکروفلوئیدیک مبتنی بر روش دیالکتروفورز برای جداسازی سلولهای اسپرم بدون تأثیر بر تحرک و زنده ماندنی آنها استفاده شده است. در طی فرآیند دی الکتروفورز، سلولهای اسپرم واکنش متفاوتی نشان دادند به گونهای که اسپرمهای دارای کروموزوم X در امتداد تراشه از الکترودها دور شده و اسپرمهای دارای کروموزوم Y به سمت الکترودها کشیده شدند.
وی گفت: استفاده از این روش به عوامل مختلف مانند نوع بافر، ولتاژ و فرکانس اعمال شده وابسته است که کارآیی آن را محدود میکند. در روش جداسازی مغناطیسی مبتنی بر سیستمهای میکروفلوئیدیک، بر خلاف روشهای مبتنی بر ستون میتوان از تماس نمونه با مواد سوپرپارامغناطیس جلوگیری کرد. همچنین از مزایای جداسازی سلول با استفاده از این راهبرد میتوان به کنترل سیالات در جریان آرام، پارامترهای قابل تنظیم برای جداسازی و کنترل بصری فرآیند جداسازی اشاره کرد. در مطالعه کنونی یک سیستم میکروفلوئیدیک برای جداسازی مغناطیسی اسپرمهای دارای کروموزوم X و Y طراحی و بهینه شده است. این عملکرد برای اولین بار با استفاده از نشانگرهای سطحی سلول در سیستم مذکور انجام میشود.