IVF prosedürleri sırasında sperm bir petri kabındaki bir yumurtaya verilir. Eğer yumurta döllenirse, ortaya çıkan zigot kadının rahmına implante edilir. Kritik döllenme aşaması genellikle neredeyse tüm petri kaplarının yapıldığı bir plastik olan polistiren üzerinde yapılır. Sperm, çoğu hücrede olduğu gibi, reaktif oksijen türleri (ROS) olarak bilinen zararlı, hücre parçalanan molekülleri sızdırır. Vücut içinde, bu ROS yalnızca bir saniyelik kesirler ve yakındaki moleküller ile bağlandığı için hızla nötralize edilir. Ancak polistiren doğal olarak yüzeyinde ince, yapışkan bir nano tabaka oluşturur ve bu da ROS'u yakalar.
Almanya'nın Ulm Üniversitesinde çalışırken başkanlık eden ve şu anda bağımsız bir bilim adamı olarak çalışan fizikçi Andrei Sommer, "Sperm kendi ROS'unda dolaşıyor" diyor. "Bu uzun süre maruz kalma, hücre için son derece yıkıcı, son derece yüksek."
Sonuçta polistirene maruz kalan birçok sperm hücresi, "güdümlü füzeler" ten yumurtayı gübrelemek için yeteri kadar hareket edemeyen veya hareketsiz hücrelere dönerek hareketliliğini hızla kaybediyor. Genel olarak, bir numunenin içerdiği daha hareketli sperm hücreleri, bir IVF prosedürünün gebelikle sonuçlanma olasılığı o kadar yüksektir, ancak sperm sayısı ve yumurta kalitesi gibi bir dizi faktör de rol oynar. (Yumurtalar daha az ROS üretir ve bu nedenle sperm hücrelerinden ziyade oksidatif hasara duyarlıdırlar.)
Bina onun laboratuvarı tarafından önceki çalışmaları , Sommer ve arkadaşları ROS onları koruyacak bir kaygan, yapışkan değil, suyun yüzey tabaka oluşturur elmas gibi bir malzeme üzerinde sperm hücrelerini tutarak olmadığını merak etti. Araştırmacılar, kuvars petri kaplarını bir mikron kalınlığından daha düşük bir elmas süper ince tabaka ile kapladı ve insan sperm hücrelerini üzerine koydu. Hücreleri A (hızlı hareket eden ve en fazla gübreleme olanağı) ile D'ye (tamamen hareketsiz ve gübreleme kabiliyeti olmayan) kadar dört sınıftan birine atadılar. Daha sonra, aynı şeyi sperm hücreleri için aynı numuneden alınmış, ancak geleneksel polistiren petri kaplarına yerleştirmişlerdir.
Bir saat sonra, elmas kaplı petri kaplarına polistiren yemekleri, takım raporlar mi daha% 300 daha fazla Grade A sperm hücrelerini içerdiği Translasvonel Tıp Annals . Çünkü büyük olasılıkla ROS elmas yüzeyine sopa olamaz onlar polistiren için ne aynı şekilde, Sommer diyor. "ROS, elmasa indiğinde hücrelere zarar verme şansı yok"
Ekip, ayrı bir deney setinde ışığın sperm hücrelerini nasıl etkilediğini test etti. Önceki çalışmalar , hücrelerin görünür spektrumun kırmızı ucuna belirli bir dalga boyundaki ışığa, 670 nanometrenin maruz bırakılmasının , enerji üreten mitokondriyanın hücrelere güç veren adenosin trifosfat üretimini artırmasına neden olduğunu gösterdi. Araştırmacılar bu dalga boyuna sperm hücreleri maruz bıraktıklarında, 30 dakika sonra kontrol gruplarına kıyasla iki kat daha fazla A Sınıfı hücre buldular.
Sommer, birlikte kullanıldığında, elmasla kaplı petri kapları ve yakın kızılötesi ışık IVF prosedürleri için hazırlanmış sperm hücrelerini daha enerjik ve daha uzun süre kalıcı hale getirebilir ve bu tekniklerden herhangi biri yapılmadan önce daha fazla test yapılmasına ihtiyaç duyulursa, başarılı bir döllenme şansını artırabilir. Klinikte kullanılmalıdır.
Tabii ki elmas yemekleri plastik olanlardan daha pahalı. Çalışmada kullanılan elmas kaplamalı bir petri tabağı yapmak için yaklaşık 100 dolara mal oluyor - sadece bir kuruşa malolan polistirenlerle karşılaştırıldığında - ama Sommer, IVF işlemlerinin rutin olarak 10.000 dolara veya daha fazlasına mal olması nedeniyle masrafın mantıksız olmadığını söylüyor.
Ohio'daki Cleveland Clinic'deki Üreme Sağlığı Merkezi'nde araştırma yapan bir biyolog Ashok Agarwal, araştırmanın bulguları üreme biyolojisi alanında ilgi çekici ve önem taşıyor. “% 300 hareketliliğinde artış ile ilişkili elmas kullanılması şaşırtıcı” diye bir e-posta yazdı Science . Bazı araştırmacılar, nanodiamondun, sperm hücreleri ve döllenmiş yumurtalara toksik olduğunu bulmuş olsa da "germ hücresi üzerindeki etkisini ve embriyonun sağlığını doğrulamak için doğru araştırmaya ihtiyaç duyulmaktadır" diyor.
Sommer, bu çalışmaların hücreye giren elmas nanoparçacıklarını içerdiğini ve bunun kimyasal olarak inert bir elmas yüzeyi üzerinde oturan sperm hücrelerinde gerçekleşmesinin mümkün olmadığını iddia ediyor ancak tekniğin güvenliğini sağlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğunu kabul ediyor.
Yayınlanan: BiyolojiSağlık
DOI: 10.1126 / science.aal1086