שיטה חדשנית שפותחה בטכניון לניבוי פוטנציאל הפוריות של הזרע

הפיתוח צפוי לשפר את חייהם של זוגות הסובלים מבעיות פריון

לפני 215 שנה, ב- 12 בפברואר 1809, נולד צ’רלס דרווין – הסטודנט שהגיע לאוניברסיטת קיימברידג’ כדי ללמוד תיאולוגיה והפך לאחד המדענים המשפיעים בתולדות האנושות. תורת האבולוציה נחשבת לאחת התאוריות החשובות בתולדות המדע.

מימין לשמאל : פרופ' בנימין פודבילביץ, קלרי ולנסי וד"ר ניקולס ברוקמן.

מימין לשמאל : פרופ’ בנימין פודבילביץ, קלרי ולנסי וד”ר ניקולס ברוקמן.

לכבוד האירוע אנו מבקשים להציג מחקר חדש של מדעני הטכניון, הקשור להתפתחות הרבייה המינית – רבייה שבה תאים של שני יצורים שונים מתאחים ויוצרים יצור חדש. ראוי לציין כי עד להתפתחות הרבייה המינית, לפני כ-2.5 מיליארד שנה, התרבו יצורים חיים ברבייה אל-מינית, שבה התא יוצר עותק של עצמו וכך משמר את הפרופיל הגנטי שלו. ומכאן – לשיטה שפיתחו מדעני הטכניון.

שיטה חדשנית שפותחה בטכניון תסייע בניבוי פוטנציאל הפוריות של תאי הזרע ובטיפולי הפריה לזוגות הסובלים מבעיות פריון. את המחקר שהתפרסם בכתב העת eLife ערכו ד”ר ניקולס ברוקמן, פרופ’ בנימין פודבילביץ וקלרי ולנסי מהפקולטה לביולוגיה.

במהלך הפריה (Fertilization) מתהווה יצור חדש ממפגש בין זרע וביצית, שהם תא המין הזכרי ותא המין הנקבי. כדי שההפריה תתרחש נדרשים הזרע והביצית לא רק להיצמד זה לזה אלא גם להתאחות לכדי תא אחד בעל גרעין אחד. ברקמות הגוף תאים אינם נוטים להתאחות, שהרי אחרת היו תאי הגוף מתמעטים בהדרגה לכדי תא ענק אחד. לכן, כדי שיתקיים איחוי נדרשים גורמים מסייעים, בייחוד באיחוי שבין זרע וביצית שעליו להתרחש במקום ובזמן הנכונים.

שניים מהגורמים האלה הם החלבון IZUMO1, הנמצא על פני הזרע, והחלבון Juno  הנמצא על הביצית. שני חלבונים אלה מסייעים ב”נעילה” המשותפת של שני תאי המין לקראת איחויים לכדי תא אחד.

במחקר קודם שהתפרסם בשלהי 2022 הראו ד”ר ברוקמן ופרופ’ פודבילביץ כי IZUMO1, נוסף על תפקידו בהצמדה של הזרע והביצית, מתפקד כחלבון איחוי ללא נוכחות של מקבילתו הנקבית Juno

במחקר הנוכחי הם מראים כי באמצעות בדיקה פשוטה, אפשר לנבא את פוטנציאל הפריון של דגימת זרע. השיטה נקראת SPICER (Sperm-induced cell-cell fusion requiring Juno), שפירושה איחוי בין-תאי מושרה בידי זרע הדורש נוכחות Juno. באמצעות T3, יחידת המסחור של הטכניון, הם רשמו פטנט על בדיקה זו, העשויה להערכתם לחולל מהפכה בבדיקות של פוריות גברית ובפיתוח אמצעי מניעה חדשים.

ראוי לציין כי על פי ארגון הבריאות העולמי, כ-15% מאוכלוסיית העולם מושפעת מבעיות של אי-פוריות. כדי להעריך את רמת הפוריות של הגבר נעשות כיום בדיקות זרע שבהן נבדקים ריכוז, ניידות, מורפולוגיה וחיות. על פי בדיקות אלה ממליץ הצוות הרפואי להורים העתידיים על הטיפול הרצוי להם. עם זאת, בדיקות אלה סובלות ממגבלות רבות, וזה הרקע לחשיבות הרבה של הפיתוח החדש של חוקרי הטכניון.

המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע והנציבות האירופית למחקר (תוכנית Horizon 2020, מלגת מרי קירי).

באיור: משמאל: ביטוי של JUNO מתאי ביצית בתרבית תאים. כאשר מוסיפים לתרבית דגימת זרע, בעל פוטנציאל הפרייה, הזרע מביא לאיחוי בין התאים לבין עצמם (התהליך המתואר בחץ השחור העליון, המסומן SPICER; האיחוי מודגם במעגל הימני העליון). כאשר הזרע אינו תקין, האיחוי אינו מתרחש (התהליך המתואר בחץ השחור התחתון; כישלון האיחוי מודגם במעגל הימני התחתון).

באיור: משמאל: ביטוי של JUNO מתאי ביצית בתרבית תאים. כאשר מוסיפים לתרבית דגימת זרע, בעל פוטנציאל הפרייה, הזרע מביא לאיחוי בין התאים לבין עצמם (התהליך המתואר בחץ השחור העליון, המסומן SPICER; האיחוי מודגם במעגל הימני העליון). כאשר הזרע אינו תקין, האיחוי אינו מתרחש (התהליך המתואר בחץ השחור התחתון; כישלון האיחוי מודגם במעגל הימני התחתון).

למאמר בכתב העת eLife – לחצו כאן

בסרטון: שני תאים צבועים בעזרת חלבון ירוק זרחני (GFP) המבטאים את החלבון JUNO על גבי קרום התא, לפני הוספת תאי זרע ואחריה. זמן קצר לאחר הוספת הזרע, שני התאים מתאחים זה עם זה ויוצרים תא בעל שני גרעינים.