يؤثر العقم على عدد لا يحصى من الأزواج على مستوى العالم، وفي نصف هذه الحالات تكمن المشكلة في الشريك الذكر.
وعلى وجه التحديد، يواجه نحو 10% من هؤلاء الرجال تحديًا يتمثل في الإنتاج غير الكافي للحيوانات المنوية.
أجرى علماء بمعهد Stowers للأبحاث الطبية ومركز Wellcome لبيولوجيا الخلية بجامعة إدنبره عدة أبحاث بشأن العوائق أثناء تطور الحيوانات المنوية، بما يفتح الباب أمام فرضيات جديدة بشأن طرق العلاج المحتملة.
أسباب العقم
قال الباحث في معهد Stowers سكوت هاولي: “أحد الأسباب المهمة للعقم عند الذكور هو أنهم لا يستطيعون إنتاج الحيوانات المنوية”.
الدراسة التي نشرت مؤخرا في مجلة Science Advances من مختبر Hawley ومركز Wellcome والتي أجراها المحقق أوين ديفيز، قد تساعد في تفسير سبب عدم إنتاج بعض الرجال ما يكفي من الحيوانات المنوية لتخصيب البويضة.
في معظم الأنواع التي تتكاثر جنسيًا، بما في ذلك البشر، يجب بناء بنية بروتينية مهمة تشبه الجسر الشبكي بشكل صحيح لإنتاج خلايا الحيوانات المنوية والبويضة.
اكتشف الفريق بقيادة كاثرين بيلمير، باحثة ما بعد الدكتوراه السابقة، أنه في الفئران، أدى تغيير نقطة واحدة ومحددة للغاية في هذا الجسر إلى انهياره، مما أدى إلى العقم، وبالتالي توفير نظرة ثاقبة للعقم البشري عند الذكور بسبب مشاكل مماثلة مع الانقسام الاختزالي.
الانقسام الاختزالي في الصحة الإنجابية
يتضمن الانقسام الاختزالي، وهو عملية انقسام الخلايا التي تؤدي إلى ظهور الحيوانات المنوية والبويضات، عدة خطوات، إحداها تكوين بنية بروتينية كبيرة تسمى المركب synaptonemal.
مثل الجسر، يحتفظ المجمع بأزواج الكروموسومات في مكانها مما يتيح حدوث التبادلات الجينية الضرورية والتي تعتبر ضرورية لفصل الكروموسومات بشكل صحيح إلى حيوانات منوية وبويضات.
وقالت بيلمير: “إن أحد العوامل المساهمة بشكل كبير في العقم هو عيوب الانقسام الاختزالي. ولفهم كيفية فصل الكروموسومات إلى خلايا تكاثرية بشكل صحيح، نحن مهتمون حقًا بما يحدث قبل ذلك مباشرة عندما يتشكل المركب synaptonemal بينها”.
لقد فحصت الدراسات السابقة العديد من البروتينات التي تتكون من المركب synaptonemal، وكيفية تفاعلها مع بعضها البعض، وحددت الطفرات المختلفة المرتبطة بالعقم عند الذكور.
يشكل البروتين الذي درسه الباحثون في هذه الدراسة شبكات الجسر الذي يضرب به المثل، والذي يحتوي على قسم موجود في البشر والفئران ومعظم الفقاريات الأخرى مما يشير إلى أنه مهم للتجميع.
وقد مكّنت نمذجة الطفرات المختلفة في منطقة يحتمل أن تكون حاسمة في البروتين البشري، الفريق من التنبؤ بأي منها قد يعطل وظيفة البروتين.
استخدم الباحثون تقنية دقيقة لتحرير الجينات لإجراء طفرات في أحد البروتينات المعقدة السينابتونيمالية الرئيسية في الفئران، مما سمح للباحثين، لأول مرة، باختبار وظيفة المناطق الرئيسية من البروتين في الحيوانات الحية.
تم التحقق من أن طفرة واحدة فقط، تم التنبؤ بها من تجارب النمذجة، هي السبب في العقم لدى الفئران.
وأوضح سكوت هاولي: “نحن نتحدث هنا عن جراحة دقيقة. لقد ركزنا على منطقة صغيرة جدًا من بروتين واحد في هذا الهيكل العملاق الذي كنا متأكدين تمامًا من أنه يمكن أن يكون سببًا مهمًا للعقم”.
الآثار المترتبة على صحة الإنسان
منذ فترة طويلة تستخدم الفئران كنماذج للأمراض التي تصيب الإنسان، ومن خلال تجارب النمذجة باستخدام تسلسل البروتين البشري، إلى جانب الحفاظ العالي على بنية البروتين هذه عبر الأنواع، من المحتمل أن الجزيء الدقيق الذي تسبب في العقم لدى الفئران يعمل بنفس الطريقة عند البشر.
وقالت بيلمير: “الأمر المثير حقًا بالنسبة لي هو أن بحثنا يمكن أن يساعدنا على فهم هذه العملية الأساسية حقًا والضرورية للحياة”.
بالنسبة لهاولي، يعد هذا البحث تمثيلًا حقيقيًا لتنوع المعهد، إذ يُجري مختبر هاولي عادةً أبحاثًا على ذباب الفاكهة، إلا أن البروتين المكتشف في هذه الدراسة لم يكن موجودًا في ذباب الفاكهة ويتطلب استمرار كائن بحثي مختلف.
وبفضل الموارد ومراكز التقنية في المعهد، كان من الممكن إجراء اختبار سريع لفرضية العقم الجديدة على الفئران.
الضوء الأبيض أم الضوء الأصفر أيهما أفضل للعيون؟
