روش های متابولومیکس در مطالعه ناباروری مردان

ناباروری مردان

ناباروري حدود 20 درصد از زوج هاي جهان را تحت تاثیر قرار داده است. عوامل موثر بر باروري در مردان و زنان به طور مساوي توزیع شده است. با وجود تحقیقات گسترده در ناباروري مردان دلیل ناباروری بسیاري از مردان ناشناخته است. همچنین با وجود پیشرفت درمان ناباروري، پرسشهاي بسیاري به ویژه در رابطه با ناباروري مردان بدون پاسخ مانده است. به نظر می رسد، ناباروري مردان نوعی اختلال پیچیده است که می¬تواند بر اساس پروتئوم، متابولوم و ژنوم تشریح گردد.
استفاده از فناوری های جدید در زمینه هاي ژنومیکس، پروتئومیکس و متابولومیکس نویدي براي تشخیص و درمان ناباروري با علل مردانه می باشد. در این بین، امروزه تحقیقات متابولومیکس با چشم اندازي براي طبقه بندي نشانگرهاي زیستی اختصاصی در جهت شناسایی هرچه بهتر ناباروري مردان ایجاد شده است.

تاریخچه متابولومیکس

در حدود 20 سال پیش واژه ي متابولومیکس تعریف شد. درحالیکه کاربرد بالینی متابولومیکس به بیش از 1000 سال پیش برمیگردد. زمانی که پزشک و فیلسوف بزرگ ایرانی، ابن سینا، تغییرات ادرار فرد در هنگام بیماري را مشاهده می¬کرد.امروزه این تغییرات بو یا رنگ در نتیجه تنظیم نبودن متابولیت ها شناخته می شود که نشان دهنده ي بیماري هاي متابولیک است.

روش هاي معمول و قديمي ارزيابي فعاليت سلول ها يا يك بافت و به طور كلی سلامت هر فرد مبتني بر اندازه گيري مولكول هاي خاص چون قندها، چربي ها و يا پروتئين ها در مايعات بيولوژيك از جمله خون و ادرار است. اما هرگاه بتوان مجموعه مولكول هايي كوچك كه در فرآيند سوخت و ساز سلول ها و بدن يك موجود زنده مصرف و توليد مي شود را به طور همزمان اندازه گيري کرد.  اطلاعات دقيق و ارزنده اي از وضعيت فعاليت و سلامت آن سلول يا موجود دراختيار قرار مي دهد.

روش های ارزیابی متابولومیکس

متابولوميكس به مطالعه متابوليت ها و يا مطالعه پروفايل متابولوم يك سيستم با مولكول هاي به وزن كمتر از 2000 دالتون و در يك واحد زماني اطلاق مي گردد. اين فيلد مطالعاتي از سال 2004 ميلادي به كمك دو دانشمند انگليسي به نام نيكلسون و ليندون در كالج سلطنتي لندن ابداع گرديده است. امكان مطالعه هم زمان متابوليت ها فقط به كمك دستگاه هاي مدرن و جديد طيف سنجي جرمي و يا طيف سنجي تشديد مغناطيس هسته امكان پذير است،

بنابراين دستگاه هاي مدرن آناليز LC/Ms/Ms و همچنين NMR با قدرت تفكيك پذيري بالا ( 500-900 مگاهرتز) براي اين منظور طراحي و ساخته شده است. همچنين جهت آناليز داده ها كه همگي بصورت داده هاي ماتريسي مي باشند نرم افزار هاي طراحي شده كه بيشتر در محيط MATLAB عمل مي كنند. كمومتريكس به عنوان روش مكمل در آناليز و تفسير داده ها عمل مي نمايد.

متابولوم پلاسمای منی

مجموعه اي از متابولیت هایی که به وسیله سیستم بیولوژیکی ایجاد می شوند متابولوم نامیده می شوند. به علت اثر تنظیمی متابولیت ها به عنوان بخشی از مسیرهاي بیوشیمیایی، به خصوص با توجه به کاربرد آن ها به عنوان مارکرهاي تشخیصی براي بیماري هاي مختلف، ارزیابی سطوح متابولیتی امري بسیار ضروري است. روش متابولومیکس تجزیه و تحلیل هاي الگویی واحد است که توسط مسیرهاي بیوشیمیایی خاصی که در پس تولید مواد بیولوژیکی مانند اسپرم یا پلاسماي مایع منی است، دنبال می شود.
پلاسماي منی انسان منبع بیولوژیک ارزشمندي است که متاسفانه در تشخیص مردان نابارور مورد استفاده قرار نمیگیرد. بر اساس داده هاي موجود، هیچ پارامتري براي تجزیه و تحلیل پلاسماي مایع منی وجود ندارد. بنابراین شناسایی یک پارامتر جدید جهت تشخیص مردان نابارور امري ضروري است. تنها تعداد محدودي از مطالعات با استفاده از روش هاي متابولومیکس به مطالعه در زمینه ناباروري مردان پرداخته اند.

نخستین مطالعه متابولومیکس در رابطه با ناباروري مردان

نخستین مطالعه متابولومیکس در رابطه با ناباروري مردان بر روي استرس اکسیداتیو انجام شده است. استرس اکسیداتیو موجب اختلالات اسپرماتوژنیک می شود که به دلیل افزایش سطح گونه هاي اکسیژن فعال در پلاسماي مایع منی همراه با اختلال در سیستم حفاظتی آنتی اکسیدانی می باشد.
ارتباط نزدیکی بین استرس اکسیداتیو با اختلال عملکردي اسپرم ها وجود دارد. همچنین استرس اکسیداتیو موجب از بین رفتن یکپارچگی ژنوم اسپرم از طریق افزایش تعداد شکست ها در DNA تک رشته اي و دو رشته اي می شود.

تحقیقات متابولومیکس و ناباروری مردان

گزارش شده است که سطح گلیسریل فسفوریل کولین، سیترات و لاکتات در مردان آزواسپرمیک نسبت به گروه شاهد کمتر است. مردان آستنوزواسپرمیک تغییر قابل توجهی را در سطح متابولوم در مقایسه با مردان بارور نشان می دهند. که این بر اساس مطالعات انگشت نگاري متابولومیکس در پلاسماي مایع منی بیماران مبتلا به آستنوزواسپرمیک صورت گرفته است.

نشان داده شده است که تغییرات چشمگیري در سطح متابولوم بین مردان آزواسپرم غیرانسدادي و نورموزواسپرمیک وجود دارد. در مطالعه دیگر به آنالیز متابولوم ادرار مردان الیگوزوسپرمیک پرداخته شد و تغییرات چشمگیر در 10 متابولیت مشاهده شد. از این تعداد، در آسیل کارنیتین، اسید آسپارتیک و لوسیل پرولین کاهش و در آدنین و متیل گزانتین افزایش، مشاهده شد. که ارتباط قابل توجهی با خطر ابتلا به الیگوزوسپرمیک دارد.

نشانگرهای متابولوم اداری مردان نابارور

آنالیز پروفایل متابولوم ادرار مردان نابارور نرمواسپرمیک نشان داد که از این الگوي متابولوم ادراري میتوان برای تفکیک افراد نابارور نرموزوسپرمیک از افراد شاهد بارور استفاده کرد. یک الگوی نشانگر زیستی ترکیبی از لوکوترین E4، 3- هیدروکسی پالمیتیول- کارنیتین، آسپارتات، گزانتوزین و متوکسی تریپتوفان می تواند جهت تشخیص به کار برده شود.

متابولومیکس و فناوری های کمک تولید مثلی

پژوهشگران شواهد مربوط به اثربخشی متابولومیکس را به عنوان یک ابزار ارزیابی برای بهبود نرخ‌های بارداری ادامه‌دار (ongoing pregnancy)، تولد زنده و سقط جنین (miscarriage) در زنان تحت درمان با فناوری کمک تولید مثلی گزارش کرده اند. هدف نهایی آن‌ها غلبه بر وقوع بالای تولدهای چندگانه و تسهیل عملکرد ART است.

مطالب نگاشته شده در این محتوای علمی برگرفته از مقاله ای با عنوان ” متابولوميکس، چشم اندازي براي مردان نابارور” می باشد که یک مقاله مرورری بوده و توسط محققان ایرانی در مجله دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران به چاپ رسیده است.

قرص های تقویت باروری