Этот метод измеряет скорость и действие жгутика или хвоста сперматозоидов, что дает жизненно важную информацию для понимания того, могут ли сперматозоиды в эякуляте достичь яйцеклетки и оплодотворить ее.
Он был разработан командой Университета Бирмингема под руководством профессора Дэйва Смита из Школы математики в партнерстве с Университетским центром репродуктивных наук и опубликован сегодня в журнале Human Reproduction.
Профессор Смит объясняет: «Мы все слышали о« подсчете сперматозоидов », и действительно, инструменты, доступные для понимания сперматозоидов – ручной подсчет с помощью микроскопа – не сильно изменились с 1950-х годов. Однако подумайте о количестве технологий – камера, компьютеры, возможности подключения – к которым у всех нас теперь есть доступ.
Этот проект посвящен использованию технологий 21 века для решения проблем мужской фертильности."
Современные методы анализа спермы на мужскую фертильность ограничиваются подсчетом количества произведенных сперматозоидов или отслеживанием головки клетки, и понимание того, как выглядит здоровая плавающая сперма, ограничено.
Мейриг Галлахер, ведущий автор исследования, говорит: «Перед сперматозоидами стоит невероятно сложная задача – они должны преодолевать расстояния, в несколько тысяч раз превышающие длину их собственного тела, через женский репродуктивный тракт в поисках яйцеклетки.
Это путешествие сокращает популяцию из миллионов клеток до менее чем сотни. Жгутик отвечает за движение и навигацию, поэтому очень важно понимать, как выглядит успех – как движется здоровый хвост и как он потребляет энергию."
Используя сочетание быстрой высокопроизводительной цифровой визуализации, математических вычислений и динамики жидкости для обнаружения и отслеживания сперматозоидов в образцах, команда разработала бесплатный программный пакет под названием FAST (захват жгутиков и отслеживание сперматозоидов). Они надеются, что группы клинических исследований по всему миру начнут использовать это, чтобы лучше понять, как подвижность сперматозоидов связана с фертильностью.
Это улучшенное понимание поможет исследователям и клиницистам разработать новые методы решения проблем мужской фертильности.
Джемма Капплс из школы математики разработала математическую модель системы, чтобы понять количество энергии, необходимое для эффективного плавания сперматозоидов. «Новая модель позволяет нам измерять крошечные силы, которые невозможно измерить экспериментально», – объясняет она. «У этой техники есть большой потенциал для решения других важных проблем, например, понимание того, как распространяются бактерии и как жидкости переносятся в крошечных пространствах тела, таких как мозг."
Джексон Киркман Браун, MBE, Университетского центра репродуктивных наук, возглавил клиническую стратегию. «Диагностические методы являются грубыми, и до сих пор нет доступных лекарств для лечения мужского бесплодия», – говорит он. «Мы знаем, что подвижность сперматозоидов является основным фактором, поэтому возможность детального анализа движения сперматозоидов в конечном итоге поможет нам определить подходящие методы лечения или изменения образа жизни для решения проблем мужской фертильности, давая парам более четкие ответы и позволяя принимать более правильные решения.
«Важно отметить, что более точная диагностика, которую должен позволить этот метод, будет означать, что пациентам также будет лучше назначено правильное лечение – будь то недорогое и« простое »лечение, такое как промывание спермы и инъекции в матку, или более инвазивные и сложные методы лечения. такие как ЭКО или ИКСИ – процесс, похожий на ЭКО, при котором сперма вводится непосредственно в собранную яйцеклетку."
Работа финансируется EPSRC Rapid Sperm Capture Healthcare Technologies Challenge Award и Национальным институтом медицинских исследований.