Tinh trùng khỏe mạnh là một trong những thành phần quan trọng nhất để thụ thai một em bé khỏe mạnh. Những người đàn ông hiếm muộn vẫn có thể sản xuất một số tinh trùng khỏe mạnh, tuy nhiên số lượng không đủ hiệu quả cho đối tác thụ thai.
Thụ tinh trong ống nghiệm giúp vượt qua những thách thức vô sinh này, nhưng những công nghệ này đòi hỏi phải cô lập các tế bào tinh trùng khỏe mạnh từ các tinh trùng bị lỗi.
Thật không may, các phương pháp phân lập tinh trùng khỏe mạnh thường làm hỏng chúng. Theo một nghiên cứu gần đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Đại Tây Dương Florida đã phát triển một thiết bị cô lập tinh trùng với ít khuyết tật hơn đáng kể và chỉ tốn 5 USD để sản xuất.
Tinh trùng đi ngược lại dòng chảy
Các phương pháp phân lập tinh trùng thông thường bao gồm nhiều bước ly tâm làm hỏng hình thái tinh trùng và DNA của các tế bào tinh trùng khỏe mạnh.
Waseem Asghar, tác giả chính của nghiên cứu gần đây, đã quyết định để các tế bào tinh trùng khỏe mạnh tự cô lập. Để di chuyển về phía trứng, tinh trùng khỏe mạnh bơi ngược dòng chất nhầy cổ tử cung thông qua một quá trình được gọi là quá trình luân chuyển. Mặt khác, tinh trùng bị lỗi thường không có khả năng bơi ngược dòng.
Để tận dụng cơ chế chọn lọc tự nhiên này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một thiết bị có lưu lượng chất lỏng 0,5 μL (microliters) mỗi phút và các khoang để tải và thu thập tinh trùng.
“Việc vận hành con chip của chúng tôi rất dễ dàng. Khi tinh dịch được nạp vào buồng lấy mẫu, các tế bào tinh trùng có thẩm quyền sẽ bắt đầu di chuyển ngược lại dòng chất lỏng về phía buồng thu từ nơi chúng có thể dễ dàng được thu thập", Asghar.
Để xác định tính hiệu quả của thiết bị của họ, Sandhya Sharma và Md Alam Kabir đã so sánh tinh trùng khỏe mạnh được phân lập bởi thiết bị của họ với tinh trùng được phân lập bằng phương pháp tương tự thiếu điều kiện dòng chảy. Cụ thể, họ đã so sánh ba thông số góp phần gây ra vô sinh: khả năng vận động, hình thái và tính toàn vẹn của DNA.
Giảm gánh nặng kinh tế
Khả năng di chuyển của tinh trùng không chỉ quan trọng đối với việc di chuyển đến trứng. Nó cũng giúp tế bào tinh trùng xâm nhập vào zona pellucida, lớp bao quanh tế bào trứng của động vật có vú.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng các tế bào tinh trùng được phân lập bằng thiết bị của họ có khả năng di chuyển cao hơn gần như 100% so với thiết bị không có dòng chảy.
Đối với quy trình thụ tinh trong ống nghiệm, bắt buộc phải có hình thái bình thường. Một nghiên cứu thậm chí còn cho thấy rằng chỉ sử dụng tinh trùng có hình thái hoàn hảo đã làm tăng xác suất thụ tinh từ 40% lên 97%.
Tinh trùng thu được từ thiết bị có dòng chảy cho tỷ lệ tế bào tinh trùng bình thường về hình thái cao nhất (61%) so với thiết bị không có dòng (47%) và mẫu không được phân loại (26%).
Mức độ tổn thương DNA trong tinh trùng không nhất thiết ảnh hưởng đến quá trình thụ tinh, nhưng nó có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của phôi các nghiên cứu trước đây.
Nếu chỉ có một chút tổn thương DNA, trứng có thể sửa chữa nó. Tuy nhiên, các tế bào của những người đàn ông vô sinh có tỷ lệ hư hỏng DNA cao hơn so với những người đàn ông hiếm muộn và tế bào trứng thường không thể sửa chữa nó, dẫn đến việc chấm dứt hoặc các vấn đề về phát triển.
Tinh trùng được phân loại theo điều kiện dòng chảy cho thấy sự phân mảnh DNA thấp hơn đáng kể (2,6%) so với tinh trùng không được phân loại (18%) và thiệt hại thấp hơn một chút so với tinh trùng từ phân loại không theo dòng (3,9%).
Asghar cho biết: “Việc lắp ráp chip microfluidic có chi phí thấp và thuốc thử được sử dụng trong chip để tách tế bào tinh trùng chỉ vài mililit, do đó, chi phí thương mại của chip sẽ thấp hơn 5 USD.
“Hơn nữa, công nghệ này sẽ làm giảm đáng kể gánh nặng kinh tế của việc thực hiện khả năng sinh sản và cả chip và tế bào tinh trùng được phân lập từ nó đều mang lại ý nghĩa lâm sàng và khả năng ứng dụng lớn".
(Nguồn: BigThink)
