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Il miglior sperma per il lavoro
Alcuni approcci alla fecondazione in vitro comportano la miscelazione di spermatozoi e ovuli in una provetta e lasciare che la natura faccia il suo corso. Ma in circa la metà di tutti i casi di infertilità, un problema con lo sperma dell'uomo può richiedere un metodo più diretto. In questi casi, a volte viene utilizzato un processo diverso, chiamato iniezione intracitoplasmatica di spermatozoi (ICSI), in cui un singolo spermatozoo viene iniettato direttamente in un ovulo. Con questa opportunità unica, è importante scegliere uno spermatozoo con il miglior potenziale di successo. Un team dell'Università di Edimburgo, in Scozia, ha ora annunciato una nuova tecnica per garantire che vinca lo sperma migliore: analizzare in anticipo il loro DNA per potenziali danni e scegliere quelli che sono strutturalmente sani.
Luce diffusa: Alistair Elfick dimostra una tecnologia chiamata spettroscopia Raman, che utilizza la luce laser per identificare i cambiamenti chimici: in questo caso, trova lo sperma con il DNA migliore.
È un nuovo sviluppo che potrebbe essere molto promettente, afferma Alan Penzias , un endocrinologo riproduttivo presso la Boston IVF e la Harvard Medical School, che non è stato coinvolto nella ricerca. Penzias spiega che gli standard attuali per la scelta di un singolo spermatozoo per una procedura ICSI di solito dipendono dalla valutazione della capacità di nuotare dello sperma; se nessuno degli spermatozoi può nuotare, un test chimico può trovare quelli che sono intatti e vivi. È stato davvero piuttosto grezzo, dice.
Alistair Elfick , scienziato capo del team di Edimburgo, spiega che scegliendo un singolo spermatozoo invece di permettere a molti spermatozoi di nuotare e competere per un posto nell'ovulo, sei diventato l'arbitro della qualità di quello spermatozoo. Quindi, chiaramente, c'è una motivazione per avere una procedura di selezione più rigorosa. Con questa nuova tecnica, i ricercatori possono classificare diversi spermatozoi e scegliere quello con il DNA più intatto. L'endpoint verso cui ci stiamo muovendo è avere un punteggio di qualità del DNA, dice Elfick. Ma aggiunge che l'approccio è una misura complessiva della salute dello sperma; non è abbastanza sensibile per scegliere i tratti.
Il metodo sviluppato da Elfick e dai suoi colleghi si basa sulla spettroscopia Raman, una tecnica che misura il modo in cui le molecole disperdono i fotoni da un raggio di luce laser, rivelando le proprietà vibrazionali delle molecole. Per sondare un singolo spermatozoo con la spettroscopia Raman, i ricercatori lo hanno prima fissato con una pinzetta ottica, un raggio laser focalizzato in grado di intrappolare un piccolo oggetto come una cellula vivente. La diffusione unica prodotta da ciascuna molecola crea un'impronta digitale del contenuto in un campione, consentendo agli scienziati di analizzarne la composizione chimica. In questa applicazione, i ricercatori utilizzano la spettroscopia Raman per esaminare la struttura del DNA di uno spermatozoo e determinare se quel DNA è rotto o intatto. Elfick spiega che quando il DNA si rompe, un gruppo chimico si forma alle estremità delle rotture e possono essere rilevati con la spettroscopia Raman.
Il danno al DNA è stato associato a casi di infertilità maschile e perdita della capacità degli spermatozoi di nuotare. Sebbene l'associazione tra rotture del DNA e infertilità richieda ulteriori ricerche, Elfick afferma che è molto probabile che migliore sarà il DNA, migliore sarà lo sperma.
Test preliminari suggeriscono che la tecnica non danneggia le cellule, sebbene Elfick affermi che devono essere eseguiti test più rigorosi per portare la tecnica nell'uso clinico. Il suo team spera di commercializzare questa e altre applicazioni per la spettroscopia Raman, compresa l'analisi delle cellule del cancro al seno per proteine specifiche al fine di adattare la chemioterapia ai singoli pazienti.
Michael Morris , un chimico dell'Università del Michigan che utilizza la spettroscopia Raman per analizzare l'osso, afferma che molti ricercatori stanno lavorando su applicazioni cliniche per la tecnica. A livello delle singole cellule, gli scienziati stanno utilizzando la spettroscopia Raman per distinguere le cellule normali da quelle cancerose e per identificare ceppi specifici di batteri, come quelli che causano infezioni resistenti al trattamento negli ospedali. La spettroscopia Raman è anche promettente come metodo per studiare la malattia direttamente nei pazienti. Ricercatori come Michael Feld del MIT stanno studiando la possibilità di usarlo insieme a sonde minimamente invasive per cercare il cancro o altri processi patologici all'interno dei tessuti dei pazienti. Denny Sakkas, uno scienziato dell'Università di Yale e Biometria molecolare , ha sviluppato una tecnologia simile chiamata spettrofotometria per valutare la vitalità degli embrioni e sta lavorando per espanderla per analizzare gli ovuli umani. Morris sospetta che emergeranno molte nuove applicazioni, poiché la tecnologia ha una grande potenza per rilevare il cambiamento chimico in piccoli campioni.