«افزایش دما» راه حلی برای درمان باروری

به گزارش مجله خبری نگار،پژوهشگران دانشکده پزشکی دانشگاه واشینگتن در سنت‌لوئیس موفق به شناسایی یک مکانیسم مولکولی جدید در اسپرم شدند که می‌تواند راهگشای روش‌های نوآورانه در درمان ناباروری و طراحی شیوه‌های تازه جلوگیری از بارداری باشد. یافته‌های آنها نشان می‌دهد که دمای بالاتر در دستگاه تناسلی ماده، مانند شرایط داخل بدن انسان، به‌منزله یک سیگنال کلیدی عمل می‌کند که حرکت اسپرم را از حالت طبیعی به حالتی پرانرژی و مارپیچ تغییر می‌دهد؛ حرکتی که برای نفوذ به پوشش خارجی تخمک و باروری ضروری است.

در این مطالعه که بر روی موش‌ها انجام شد، دانشمندان پروتئینی به نام CatSper را شناسایی کردند که بر سطح اسپرم تمام پستانداران وجود دارد. این پروتئین به‌عنوان «سوئیچ حرارتی» عمل کرده و با رسیدن دمای محیط به حدود ۳۸ درجه سلسیوس، اسپرم را به حالت «فعالیت بیش‌ازحد» می‌برد. این حالت پرانرژی موجب می‌شود اسپرم بتواند در فرآیند لقاح، به تخمک نفوذ کند. نتایج این پژوهش در مجله Nature Communications منتشر شده است.

به گزارش دانشگاه واشینگتن، پولینا لیشکو استاد فیزیولوژی سلولی و زیست‌شناسی دانشگاه واشینگتن و پژوهشگر مرکز BJC در این‌باره گفت: «ما برای نخستین‌بار توانستیم نشان دهیم که چگونه دما به‌طور مستقیم کانال کلسیمی CatSper را در اسپرم فعال می‌کند و آن را به حالت حرکتی فوق‌فعال می‌برد؛ حالتی که برای باروری ضروری است.»

CatSper؛ کلید مولکولی تنظیم حرکت اسپرم

پروتئین CatSper، کانال اختصاصی انتقال کلسیم در سطح اسپرم است که ورود یون‌های کلسیم را به داخل سلول کنترل می‌کند. این یون‌ها در ایجاد حرکت دم‌مانند اسپرم نقش حیاتی دارند. پیش‌تر تصور می‌شد که CatSper تنها تحت تأثیر pH محیط یا هورمون پروژسترون (در نخستی‌سانان) فعال می‌شود. اما پژوهشگران دریافتند که در اکثر پستانداران، پاسخ‌دهی به پروژسترون مشاهده نمی‌شود، بنابراین باید عاملی دیگر وجود داشته باشد که این کانال را فعال کند. بررسی‌ها نشان داد که گرما همان عامل کلیدی است.

نکته جالب اینکه بسیاری از گونه‌های جانوری که فاقد مکانیزم خنک‌کننده برای دستگاه تولیدمثل نر هستند، مانند پرندگان، اساساً فاقد پروتئین CatSper در اسپرم خود هستند. در مقابل، پستاندارانی مانند دلفین‌ها با خنک‌کردن خون از طریق باله پشتی یا فیل‌ها از طریق گوش‌ها، دمای بیضه‌ها را در محدوده‌ای پایین نگه می‌دارند. در انسان و بسیاری دیگر از پستانداران نیز بیضه‌ها بیرون از بدن قرار دارند تا دمای پایین‌تری نسبت به دمای بدن حفظ شود.

فناوری میکروسکوپی برای آشکارسازی مکانیسم

برای بررسی دقیق‌تر این فرآیند، تیم لیشکو از ابزار‌ها و فناوری‌های میکروسکوپی پیشرفته‌ای بهره گرفت که در ابتدا برای مطالعه سلول‌های مغز توسعه یافته بودند. آنها توانستند الگو‌های بار الکتریکی مربوط به فعال‌سازی کانال CatSper را در اسپرم به‌طور دقیق ثبت کنند. با رسیدن دمای محیط به حدود ۳۸ درجه سلسیوس (برابر با ۱۰۰.۴ درجه فارنهایت)، پیک‌های الکتریکی مشخصی مشاهده شد که نشانگر فعال‌سازی کانال و آغاز حرکت پرانرژی اسپرم بود.

لیشکو در ادامه اظهار داشت که این کشف می‌تواند راه را برای طراحی دارو‌هایی هموار کند که با هدف قرار دادن CatSper، باعث مهار یا کنترل باروری در مردان شوند. از آنجا که CatSper تنها در اسپرم یافت می‌شود، مهار آن بر سایر عملکرد‌های بدن تأثیری ندارد.

او گفت: تاکنون تلاش‌هایی برای توسعه دارو‌هایی با هدف غیرفعال‌سازی این کانال انجام شده، اما کارایی آنها محدود بوده است. کشف ما می‌تواند دیدگاه تازه‌ای ایجاد کند: به‌جای مهار CatSper، شاید بتوان با فعال‌سازی زودهنگام آن از طریق افزایش دما، انرژی اسپرم را پیش از رسیدن به تخمک تخلیه کرد و از باروری جلوگیری نمود.

این پژوهش نه‌تنها به یکی از پرسش‌های بنیادی در زمینه فیزیولوژی تولیدمثل پاسخ می‌دهد، بلکه می‌تواند منجر به توسعه روش‌های غیرهورمونی و هدفمند برای پیشگیری از بارداری و نیز درمان برخی اشکال ناباروری مردان شود.