С помощью естественного реотаксиса сперматозоидов исследователи из Колледжа инженерии и компьютерных наук Флоридского Атлантического университета разработали микрофлюидный чип для сортировки спермы. Он работает быстро, является недорогим и простым в эксплуатации, а также эффективно выделяет здоровую сперму. Важно отметить, что он легко собирает отсортированные сперматозоиды из сборной камеры, сводя к минимуму загрязнение деформированными или мертвыми сперматозоидами.
Женские половые пути могут быть неблагоприятной средой для зачатия. Из примерно 100 миллионов сперматозоидов лишь несколько сотен попадают в фаллопиевы трубы. Руководствуясь направленным движением, называемым реотаксисом, сперматозоиды плывут против потока цервикальной слизи, чтобы достичь яйцеклетки для оплодотворения. Это «путешествие», однако, еще более важно, когда речь идет о бесплодии. Подвижность сперматозоидов — способность правильно плавать — является ключевым моментом.
Вспомогательные репродуктивные технологии, такие как экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО), внутриматочная инсеминация и интрацитоплазматическая инъекция спермы, требуют здоровых сперматозоидов для успешного результата. Современные методы центрифугирования для сортировки сперматозоидов требуют нескольких этапов и типов оборудования, кроме того, занимают около двух часов. Эти методы повреждают сперму во время обработки и вызывают значительную фрагментацию ДНК и окислительный стресс.
Благодаря новой разработке сперматозоиды, выделенные из собирающей камеры в этом микрофлюидном чипе, проявляли значительно более высокую подвижность (почти 100%), большее количество морфологически нормальных клеток и значительно более низкую Фрагментация ДНК, которая является решающим параметром для процесса оплодотворения. Кроме того, разработанный чип обеспечивает более чем достаточно клеток, необходимых для успешной интрацитоплазматической инъекции сперматозоидов, благодаря количеству и качеству сперматозоидов, выделенных с помощью чипа.
«Управлять нашим чипом очень просто. Как только сперма загружена во впускную камеру для образца, компетентные сперматозоиды начинают двигаться против потока жидкости к сборной камере, откуда их можно легко собрать, — рассказал Васим Асгар, доктор философии, старший автор и доцент в Департамент электротехники и компьютерных наук ФАУ. — Кроме того, этот чип предлагает одношаговое эксплуатационное преимущество в течение одного часа, которое оператор может использовать с минимальным обучением».
Исследование также подтверждает, что реотаксис выбирает здоровые, подвижные сперматозоиды с более высокой скоростью для процесса оплодотворения.
«Сборка микрофлюидного чипа недорога, а реагенты, используемые в чипе для разделения сперматозоидов, составляют в объеме всего несколько миллилитров, поэтому коммерческая стоимость чипа составит менее $5», — сказал Асгар.
Микрофлюидный чип состоит из четырех цилиндрических камер, соединенных микроканалами. Речь идет о камерах для впуска жидкости, сбора,впуска проб и для сбора отходов. Канал между сборной камерой и впускным отверстием для образца содержит микроканавки для направления сперматозоидов в дополнение к потоку жидкости для реотаксического движения сперматозоидов по направлению к сборной камере.
Напряжение сдвига внутри устройства создается потоком жидкости с помощью шприцевого насоса. Затем образец спермы добавляется во входную камеру, откуда функциональные сперматозоиды будут плавать к камере для сбора, эффективно отделяясь от мертвых и неподвижных сперматозоидов.
Читать далее:
Ученые назвали первый признак, по которому надо искать внеземную жизнь
Потенциально опасный астероид приблизится к Земле ко Дню дураков