خطوة جديدة لعلاج العقم لدى الرجال.. تتعلق بتكوين الحيوانات المنوية

فتح باحثون أبوابًا جديدة في دراسة العقم عند الذكور، من خلال تحليل خطوة أساسية في تكوين الحيوانات المنوية.

إن عزل تعقيدات تعطيل الكروموسوم الجنسي الانتصافي (MSCI) سيمكن الباحثين الآن من تحديد ما يحدث عندما تفشل هذه الخطوة الأساسية، وفقا لما نشره موقع ميديكال إكسبريس.

الكروموسوم الجنسي الانتصافي

يعد الكروموسوم الجنسي الانتصافي (MSCI) ضروريًا لتكوين الحيوانات المنوية، لكن العلماء في السابق لم يكن لديهم سوى صورة عالية المستوى للعملية.

وقالت باولا كوهين، أستاذة علم الوراثة في قسم العلوم الطبية الحيوية: «ما فعلناه هو إضافة حل لعملية تكوين الحيوانات المنوية، الآن، يمكننا دراستها بالتفصيل وفهم سبب فشل تكوين الحيوانات المنوية».

شاركت كوهين في قيادة الدراسة، التي نشرت في مجلة eLife، مع ماركوس سمولكا، المدير المؤقت لمعهد ويل للبيولوجيا الخلوية والجزيئية وأستاذ في قسم البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة.

تعامل مختلف

يتم التعامل مع الكروموسومات الجنسية بشكل مختلف عن الكروموسومات الأخرى، إذ يتم تعبئتها مؤقتًا في بنية تسمى الجسم الجنسي، ويتم إسكاتها بداخلها، مما يعني إيقاف جيناتها مؤقتًا.

اكتشف الفريق أن التغليف والإسكات، هما عمليتان متميزتان يمكن فصلهما.

وقالت كوهين: «في السابق، لم يكن بوسعنا إلا أن نرى الكروموسوم الجنسي الانتصافي كعملية فريدة إما أن تفشل أو تنجح، ولكن الآن يمكن في الواقع تقسيمها عن طريق إسكات XY وتكوين الجسم الجنسي كعمليات متميزة».

وكان جزء من التحدي هو أن الكروموسوم الجنسي الانتصافي يتم التحكم فيه بواسطة زوج من البروتينات تسمى ATR وTOPBP1، والتي تشارك في العديد من الوظائف إلى جانب تكوين الحيوانات المنوية، لذلك، عندما قام الباحثون بتعطيل ATR تجريبيًا، لم يفشل تكوين الحيوانات المنوية فحسب، بل تعطلت أيضًا مئات البروتينات الأخرى، مما يجعل من المستحيل معرفة أي منها يتحكم في الكروموسوم الجنسي الانتصافي، وبالمثل، أدى حجب TOPBP1 في الخلايا المكونة للحيوانات المنوية إلى العقم، لكن السبب الدقيق ظل غير واضح.

باتباع نهج أكثر انتظامًا، لم يحجب سمولكا وزملاؤه TOPBP1 بالكامل، بل قاموا بتعطيل جزء البروتين قسمًا تلو الآخر، مع النظر في تأثير كل من هذه التعديلات واحدًا تلو الآخر، ومع إحدى هذه الاضطرابات، لاحظ الفريق أن تكوين الجسم الجنسي في الكروموسوم الجنسي الانتصافي يتقدم بشكل طبيعي، لكن إسكات الكروموسومات X وY لم يحدث.

وقالت كوهين: «نحن نفتح الأبواب أمام الطب الدقيق للمرضى من خلال فهم كيفية تأثير تعديلات محددة على وظيفة الجينات».

بسبب النطاق الواسع لوظائف ATR وTOPBP1، البروتينات التي تتحكم في الكروموسوم الجنسي الانتصافي، فإن هذه النتائج لها آثار بعيدة المدى على وسائل منع الحمل لدى الرجال، والخصوبة، وحتى علاجات السرطان.

إلى جانب تكوين الحيوانات المنوية، يشارك ATR وTOPBP1 في إصلاح الجينوم وحمايته من الأضرار، وهي عملية تسخرها الخلايا السرطانية للبقاء على قيد الحياة.

وقال سمولكا: «هناك العشرات من مثبطات ATR حاليًا في التجارب السريرية لعلاج السرطان».

بالتوازي، يريد سمولكا أن يفهم كيف يؤثر علاج السرطان على خصوبة المريض، وقال: «لا يكفي أن نفهم كيفية استخدام هذه المثبطات في علاج السرطان، نحتاج أيضًا إلى فهم تأثيرها على الكروموسوم الجنسي الانتصافي والخصوبة».

تتفاعل النسخة المعدلة من TOPBP1 التي تم اكتشافها مؤخرًا بشكل مختلف مع ATR، مما سيساعد على فهم كيفية التعامل مع ATR لاستهداف الخلايا السرطانية دون التأثير على الخصوبة.

يمكن أيضًا استخدام هذه المعرفة لاستهداف ATR لوقف إنتاج الحيوانات المنوية على وجه التحديد وبشكل عكسي، والذي يمكن استخدامه كوسيلة لمنع الحمل للذكور.

ولمواصلة عملهم على تعطيل الكروموسوم الجنسي، تقدم الفريق بطلب للحصول على منحة لاستكشاف دور الإنزيمات التي تسمى الفوسفات والتي تعمل على عكس تأثير ATR.

وقال سمولكا: «إن تأثيرات الفوسفاتيز على الخصوبة غير معروفة كثيرا، لكن هذا مهم أيضًا للرجوع».