Zie Nieuws

Nieuwe manier om vruchtbaarheid van mannen vast te stellen

De huidige generatie vruchtbaarheidstesten voor mannen richten zich voor hun oordeel vooral op de concentratie en beweeglijkheid van spermatozoa. Echter, er zijn ook andere eigenschappen van sperma, zoals de mogelijkheid om het chemische spoor naar de eicel te volgen, die invloed hebben op de kans op bevruchting. UT-onderzoekers hebben een microfluïdische chip ontworpen, die op een snelle en gebruikersvriendelijke wijze de chemotactische eigenschappen van spermatozoa kunnen vaststellen, waardoor een nog completer beeld van de vruchtbaarheid ontstaat. Het wetenschappelijk tijdschrift Analytical Chemistry publiceert er deze week over.

Chemotaxis

Sperma maakt gebruik van chemotaxis, een biologisch proces waardoor cellen zich verplaatsen door middel van toegenomen of afgenomen concentratie van bepaalde stoffen in de omgeving, om hun weg te vinden via de eileider naar de eicel. In de vloeistof rond de eicel is een hoge mate van progresteron aanwezig. Eerdere studies hebben laten zien dat het hormoon spermatozoa van zoogdieren kan aantrekken en activeren. Wetenschappers gebruiken microfluïdische systemen – plastic of hydrogel chips met kleine kanaaltje waardoor de vloeistoffen zich in een gecontroleerde omgeving voortbewegen – om chemotaxis te kunnen bestuderen.

De huidige systemen kennen verschillende beperkingen in het gebruik; zo moet een pomp worden ingezet om de vloeistoffen voort te stuwen, wat de beweeglijkheid mogelijk wordt beïnvloed. Onderzoekers van de vakgroep BIOS Lab-on-a-chip van MESA+ hebben een verbeterde pomploze chip ontwikkeld dat kan worden gebruikt om nauwkeurig kleine verschillen in het chemotactische gedrag van sperma te kunnen vaststellen.

Praktijktest

V.l.n.r.: een 3d geprinte gietvorm, een pdms vorm, en de hydrogel chip 

De microfluïdische chip die zij daarvoor ontwikkelden, heeft de grootte van een postzegel. De chip, die is opgebouwd op een basis van agarose/gelatine, bevat verschillende kanalen en zijkamertjes. De onderzoekers hebben de eerste tests met de chip gedaan met sperma van zwijnen. De onderzoekers creëerden een concentratiegradiënt van progesteron in het apparaat van links naar rechts, en zagen dat meer spermatozoa naar de kamers aan de rechterkant (hoog progesteron) dan naar links (laag progesteron), waarmee de chemotactische beweging inzichtelijk werd gemaakt. Naast vruchtbaarheidstesten zou de chip ook kunnen worden gebruikt om andere stoffen te onderzoeken die ook kunnen bijdragen aan het geleidingsmechanisme van het sperma, aldus de onderzoekers.

Het onderzoek is uitgevoerd met financiële ondersteuning van een VENI-bijdrage, die onderzoekster Loes Segerink in 2013 kreeg toegekend door Technologiestichting STW.

Johanna T. W. Berendsen, Stella A. Kruit, Nihan Atak, Ellen Willink, and Loes I. Segerink, Flow-Free Microfluidic Device for Quantifying Chemotaxis in Spermatozoa, Analytical Chemistry 2020 92 (4), 3302-3306, DOI: 10.1021/acs.analchem.9b05183

L.P.W. van der Velde (Laurens)
Woordvoerder College van Bestuur (a.i.) / Persvoorlichter