Китайські вчені описали мутацію, яка призводить до порушень рухливості сперматозоїдів та, як наслідок, чоловічого безпліддя. Досліди на мишах показали, що мутація в гені FSIP2 викликає дефекти в структурі джгутика сперматозоїда, а надмірна експресія нормального його варіанту призводить до утворення рухливіших чоловічих статевих клітин. Результати оприлюдненої в журналі Development роботи можуть сприяти розробленню нової терапії чоловічого безпліддя.
AdobeStock
Чому це важливо вивчати?
Чоловіче безпліддя вражає більш ніж двадцять мільйонів чоловіків по всьому світу. Приблизно у 40-50 відсотках випадків, коли пара не може зачати дитину, саме воно є причиною. В основі чоловічого безпліддя можуть лежати різні механізми. Одним із них є недостатня кількість сперматозоїдів. Нещодавнє дослідження вказує, що потенційно цю проблему можуть розв'язати ін'єкції білка, який сприяє розвитку сперматозоїдів. Але іноді проблема криється не в кількості, а в якості сперматозоїдів. Останні можуть мати численні дефекти, які не дозволяють нормально рухатися та дістатися яйцеклітини або запліднити її. Проблема може полягати в дефекті акросоми, яка містить ферменти для розчинення оболонки яйцеклітини й проникнення в неї, чи неправильній роботі мітохондрій, які забезпечують сперматозоїд енергією для руху. Буває також, що чоловічі статеві клітини мають вкорочений, закручений чи інакше деформований джгутик, який забезпечує просування, або ж його зовсім немає. До таких наслідків можуть призводити генетичні мутації, і їх вивченням зайнялися вчені Гуанчжоуського медичного університету.
Як досліджували чоловіче безпліддя?
Науковці взялися аналізувати зразки сперми, отримані від чоловіків із безпліддям. Під час вивчення вони натрапили на зразок чоловіка, чиї сперматозоїди мали численні дефекти джгутика. Генетичний аналіз показав, що причина може бути в гені FSIP2. Він кодує однойменний білок, що є компонентом фіброзної оболонки сперматозоїда. Ця оболонка забезпечує міцність та гнучкість хвоста сперматозоїда, що важливо для здолання ними щільного й в'язкого середовища усередині статевих шляхів жінки, через які вони пробираються до яйцеклітини.
Щоб краще дослідити роль мутації, науковці провели подальші досліди на двох групах мишей. Перші мали модифікований геном із геном FSIP2, що відповідає такому в пацієнта з безпліддям. Інша група мишей надмірно виробляла нормальний варіант білка FSIP2.
Які результати дослідження?
Очікувано, миші з людською мутацією, виявилися безплідними. У їхній спермі помітили меншу за нормальну кількість живих сперматозоїдів. А крім цього більш ніж 50 відсотків із них не могли пливти вперед, хоча деякі й рухали джгутиками. Напротивагу їм, миші у яких надмірно експресувався ген FSIP2, залишалися фертильними. Вчені відмітили, що у цих самців приблизно в сім разів більше, ніж у нормальних мишей, сперматозоїдів із видовженими хвостами, які можуть пливти швидше й мають більший потенціал до запліднення яйцеклітини.
Подальше вивчення показало, що у мишей із людською мутацією сперматозоїди мали недостатню кількість білка, що оточує хвіст у складі фіброзної оболонки, мітохондрії та акросому. Натомість у мишей із надмірною експресією гену вироблялося переважно більше білка, який формує фіброзну оболонку джгутика, але це не призводило до патологічних змін структури статевих клітин, а ймовірно, полегшувало їх рух. Автори сподіваються, що їхня робота допоможе у створенні нових підходів до лікування чоловічого безпліддя.