أحدث التقنيات لعلاج تفتيت الحمض النووي للحيوانات المنوية sperm DNA fragmentation

تقنية ميكروفلويديك لفرز الحيوانات المنوية MFSSI

 أحدث التقنيات لعلاج تفتيت الحمض النووي للحيوانات المنوية Sperm DNA Fragmentation

تعد تقنيات المساعدة على الإنجاب أدوات مهمة جدًا للتعامل مع العقم. حوالي 50٪ من حالات العقم ناتجة عن العقم عند الذكور، ولهذا فإن اختيار الحيوانات المنوية مهم لاستخدامه في IVF أطفال الانابيب، الحقن المجهري  ICSI، والتلقيح داخل الرحم IUI التلقيح الاصطناعي.

تعتبر الطرق المتاحة حاليًا لفرز الحيوانات المنوية باهظة الثمن وتتطلب عمل مكثف وتعتمد على فني المختبر.

أما حاليا، تلعب رقائق الموائع الدقيقة دورًا مهمًا في علم الأحياء والطب، نظرًا لخصائصها ذات الحجم الميكروني وإمكانية التعامل مع العينة وتطبيق المنشطات الخارجية، مثل الموجات الصوتية، والانحراف الكيميائي، والتحول الحراري، فإنها تسمح بمعالجة العينات ذات الحجم المنخفض في غضون 10 دقائق بسرعة وبتكلفة منخفضة.

يميل الرجال المصابون بالعقم إلى امتلاك نسبة أعلى من الحيوانات المنوية غير الطبيعية شكليًا ومع معدل تفتيت الحمض النووي العالي ، تم تقديم تقنية جديدة للتغلب على هذه المشكلة ، يطلق عليها اسم رقائق الفرز النهائي للحيوانات المنوية الخصبة.

رقائق الفرز النهائي للحيوانات المنوية الخصبة عبارة عن رقائق تستخلص الحيوانات المنوية ذات الشكل الأفضل وجودة الحمض النووي  الاعلى ، أي انها تقوم بإزالة الحيوانات المنوية منخفضة الجودة. أدت هذه الطريقة إلى زيادة عدد الحيوانات المنوية غير المجزأة من 45٪ إلى 98٪.

** هل استخدام هذه التقنية يسبب ضرراً  للحيوانات المنوية؟

الجواب لا ، إنه آمن تمامًا.

**كيف يعمل؟

1- يقوم الشريك الذكر باعطاءعينة السائل المنوي 

2- يتم إدخال العينة في جهاز الطرد المركزي لفصل خلايا الحيوانات المنوية عن السائل المنوي

3- حقن الخلايا المنوية في قناة الرقاقة

4- تسبح الحيوانات المنوية السليمة لتصل الى الطرف الآخر من القناة ويتم فصلها عن الحيوانات المنوية الميتة أو التالفة

** ما الذي يميز شريحة الفرز النهائي للحيوانات المنوية عن طرق فرز الحيوانات المنوية الأخرى (طريقة الكثافة ، طريقة السباحة)؟

الطرق الأخرى تختار الحيوانات المنوية بناءً على حركة أفضل وشكل أفضل ، بينما تختار تقنية الرقاقة أيضًا الحيوانات المنوية التي تحتوي على نسبة أقل من تفتيت الحمض النووي وأقل تعرضًا لعوامل الأكسجين الحرةالضارة والتي أثبتت الدراسات أنها تؤثر على صحة الحيوانات المنوية ومعدل نجاح الحقن المجهري.

** هل نجاح تقنية الرقائق يعتمد على المعالجة المسبقة بالفيتامينات ومضادات الأكسدة؟

ما يميز هذه التقنية أنها لا تحتاج إلى معالجة مسبقة بالفيتامينات أو مضادات الأكسدة.

** هل يمكن استخدام تقنية الرقاقة لتقنية الحقن الصناعي (IUI)؟

نعم ، يمكن استخدامه.

** إذا كانت لدي محاولة أطفال أنابيب/حقن صناعي فاشلة سابقا ، هل يضمن استخدام الرقاقة نجاح المحاولات اللاحقه؟

هناك العديد من الأسباب لفشل اطفال الانابيب/التلقيح الصناعي ، يجب إجراء تقييم شامل وإذا وجد أن السبب يتعلق بجودة الحيوانات المنوية غير الطبيعية أو الشكل أو زيادة تفتيت الحمض النووي ، فإن تقنية الرقاقة قد تزيد من معدل النجاح.

** هل هذه التقنية مفيدة لعقم النساء المرتبط بقلة احتياطي المبيض؟

يتم استخدامه فقط للرجال ذوي جودة الحيوانات المنوية المنخفضة ، ولكن إذا كانت الشريكة تشكو أيضًا من انخفاض احتياطي المبيض ، فيمكن استخدام طريقة الرقاقة لشريكها بهدف زيادة معدل نجاح اطفال الانابيب.

** في حالة امتلاك الزوج لحيوانات منوية طبيعية ، هل يمكننا استخدام طريقة الرقاقة لزيادة نسبة النجاح في أطفال الأنابيب؟

كلما كانت جودة الجنين افضل تكون نسبة نجاح اطفال الانابيب اعلى ، تقوم طريقة الرقاقةبالتحسين من جودة الجنين وبالتالي ستحسن معدل النجاح في اطفال الانابيب حتى مع الحيوانات المنوية الطبيعية.

** ماذا عن استخدام هذا العلاج لحالات انعدام النطاف؟

لسوء الحظ ، لن تنجح هذه الطريقة ما لم يكن هناك حيوانات منوية صحية طبيعية في العينة لأنها فقط تقوم بفرزالحيوانات المنوية السليمة عن الحيوانات المنوية غير الصحية.

** باختصار ، تُستخدم هذه الطريقة لاختيار الحيوانات المنوية السليمة من أجل تحسين جودة الجنين وزيادة معدل نجاح اطفال الانابيب/الحقن الصناعي دون إلحاق أي ضرر بالحيوانات المنوية.

Fertile Plus Microfluid Sperm Sorting Chips Video

التقنيات

يجب أن تكون رقائق فرز الموائع الدقيقة آمنة للحيوانات المنوية بحيث لا تغير مواصفاتها ، مثل الحركة والشكل وسلامة الحمض النووي والأكروسوم. يمكن تحقيق ذلك باستخدام قنوات وحجرات ذات حجم وطول وشكل وطلاء ملائم للحيوانات المنوية.

تعتمد رقائق الموائع الدقيقة لفرز الحيوانات المنوية على طرق نشطة و أخرى سلبية.

يتوفر مناقشة موجزة حول الأساليب النشطة والسلبية الأكثر شيوعًا في القسم التالي.

1. الطريقة الفعالة: في هذه الطريقة ، يتم تطبيق محفزات خارجية، مثل حرارة المواد الكيميائية أو تدفق السوائل النشط ، لأداء الفرز. تسمح هذه الاستراتيجيات بفرز الحيوانات المنوية عالية الجودة والمتحركة تدريجياً.

1.1. الموجات الصوتية

1.1.1. بالاعتماد على المعاييرالتاليه: الموجات الصوتية السطحية / حجم الحيوانات المنوية / نمط الحركة: تكون عملية اختيار الحيوانات المنوية بطريقة التحكم التداخلي والدقيق في العملية. تحتاج هذه الطريقة إلى معدات إضافية. وقت العمل: 50 دقيقة.

1.1.2. بالاعتماد على المعاييرالتاليه: توزيع الموجات الصوتية / ضغط السائل / إضافة خرز البوليسترين: هذا إجراء تداخلي يستخدم في تحقيقات الاعتداءات الجنسية. يعزل أقل عدد ممكن من الحيوانات المنوية من عينات الحمض النووي للإناث. هذه الطريقة بحاجة إلى معدات إضافية. وقت العمل: 15 دقيقة.

1.2 الانجذاب الكيميائي

1.2.1. المعايير المتبعة: تركيز البروجسترون المتدرج ، سلوك الجذب الكيميائي للحيوانات المنوية: هذا اجراء غير اجتياحي. لسوء الحظ، هذه طريقة منخفضة الكفاءة.

1.2.2. و مع هذه المعايير: استخدام الأسيتيل كولين ومركز السائل الموجود في بويضات الفئران، مع سلوك الجذب الكيميائي للحيوانات المنوية: هذه بيئة سائلة ثابتة، تستخدم استراتيجية المحاكاة الحيوية وتعتمد على السلوك الانسيابي والحركي الكيميائي للحيوانات المنوية كمعايير اختيار. مثل المذكور أعلاه. لديها كفاءة منخفضة.

1.3 الانجذاب الكيميائي والانجذاب الحراري:

1.3.1. بالاعتماد على تركيز متدرج من الأسيتيل كولين، وتدرج درجة الحرارة، وسلوك الجذب الكيميائي و الحراري للحيوانات المنوية. تتميز هذه الشريحة بتصميم وتصنيع معقدين بسبب الهندسة المعقدة بنسبة عالية. التدرج الأمثل لدرجة الحرارة: 0.154 درجة مئوية / مم من 35 إلى 37 درجة مئوية.

2. الطريقة السلبية: تم تطويرها لفرز الحيوانات المنوية بجودة عالية. يعتمد على السلوك المتأصل للحيوانات المنوية وحركتها في غياب أي محفزات خارجية.

2.1. الهندسة

2.1.1. نظرا لسلوك السباحة للحيوانات المنوية و مصفوفات الأعمدة الدقيقة: هذه طريقة غير جراحية، وأقل تعقيدًا من الناحية الهيكلية، وتحاكي خصائص تصفية الجهاز التناسلي للأنثى. في هذه الطريقة ، هناك تحسن بمقدار 5 أضعاف في الشكل، وتعزز النضج النووي 3 أضعاف، وتحسن 2-4 أضعاف في سلامة الحمض النووي. القدرة الإنتاجية: 99٪. وقت العمل: 10 دقائق.

2.1.2. باستخدام تدرج سرعة القص والمظهر الهيدروديناميكي للحبس الدقيق للسوائل: يكون هذا الإجراء عمل بسيط. كفاءة الاسترجاع تزداد بنسبة 44٪. القدرة الإنتاجية: 80٪.

2.1.3. بالاعتماد على المظهر الهيدروديناميكي للسائل داخل القناة وميكانيكا تدفق السوائل و هيكل شكل الفراشة للرقاقة: تحاكي خصائص المتغير للوصلات داخل القناة التناسلية الأنثوية. إنه تصميم وتصنيع بسيط للرقاقة. العيب الوحيد لهذه الطريقة ؛ هو أن تراكم عدد كبير من الحيوانات المنوية أمام التضيق يؤدي إلى تقليل كفاءة فرز الحيوانات المنوية شديدة الحركة. في هذه الطريقة تسبح الحيوانات المنوية المتحركة عالية التقدم إلى الموقع المخصب بينما تتراكم الحيوانات المنوية البطيئة وغير المتحركة أمام التضيق.

2.2. الانسيابية

2.2.1. اعتمادا على المعايير التالية؛ السلوك الانسيابي للحيوانات المنوية ، الحظائر داخل القنوات الدقيقة: إضافة حافظة الحيوانات المنوية هي ميزة هذه الطريقة. الإنتاجية: 100٪. وقت العمل: 45 دقيقة

2.2.2. تدفق السوائل والسلوك الانسيابي للحيوانات المنوية والجاذبية: هذا إجراء آلي وفرز سريع. هذه الطريقة تقضي على استخدام أدوات إضافية ، مثل المضخة. إنه تصميم رقاقة بسيط. من عيوب هذه الطريقة أنها تفتقد بعض الحيوانات المنوية عالية الجودة المحتملة بسبب الوتيرة السريعة. وقت العمل: 80 ثانية.

2.2.3. سرعة السائل داخل القناة / تصميم قناة من نوع الناشر: تصميم رقاقة بسيط. يعتمد الأداء على معادلة الاستمرارية في ديناميكيات الموائع. عيوب هذه الطريقة: التجميع غير الدقيق للحيوانات المنوية المصنفة في المنطقة المناسبة. وقت العمل: 10 دقائق.

2.3 تدفق السائل:

2.3.1. ثلاثة تدفقات رقائقية متوازية مختلفة مع معدل تدفق متغير للسائل المنوي: قدرة الحيوانات المنوية على عبور الخطوط الانسيابية في التدفق الصفحي تحاكي البيئة اللزجة للجهاز التناسلي الأنثوي. هذا تصميم رقاقة بسيط. المأخذ الوحيد لهذه الطريقة هو أنه قد يفوت بعض الحيوانات المنوية عالية الجودة بسبب الاعتماد الزمني للهجرة في السائل الرقائقي.

2.3.2. قناة من نوع الناشر مع إنتاج ديناميكيات السوائل (تمكين المرور المتقاطع للحيوانات المنوية من خلال تبسيط التدفق الصفحي): تتميز هذه الشريحة بتصميم وتصنيع معقدين بسبب الهندسة المعقدة.

بعد اختبار طرق مختلفة في هذه التقنية، كان هناك تحسن بنسبة 44٪ في فعالية الحيوانات المنوية المفرزة دون التأثير على سلامة الحمض النووي الخاصة بها.

لحسن الحظ، تتوفر هذه التقنية الجديدة الآن في عيادتنا لمرضى الحقن المجهري لدينا.

الدكتور نجيب ليوس F.R.C.O.G

مستشار أمراض وجراحة النساء والولادة والعقم