Tin tức | Đại học Michigan State phát hiện ‘công tắc năng lượng’ của tinh trùng, mở ra bước tiến trong tránh thai nam và điều trị vô sinh
Các nhà khoa học tại Đại học Michigan State (MSU) đã phát hiện một ‘công tắc’ phân tử quan trọng giúp tinh trùng bứt tốc về phía trứng. Phát hiện này có thể định hình lại việc điều trị vô sinh và mở đường cho các biện pháp tránh thai nam an toàn, không dùng hormone.
‘Chuyển hóa của tinh trùng rất đặc biệt—mục đích duy nhất của nó là cung cấp năng lượng cho quá trình thụ tinh,’ tiến sĩ Melanie Balbach, phó giáo sư tại Khoa Hóa sinh và Sinh học Phân tử của MSU, nhà nghiên cứu chính, cho biết.
Từ ‘trạng thái ngủ’ đến ‘tốc độ tối đa’: Cơ chế then chốt trong chuyển hóa năng lượng của tinh trùng
Trước khi xuất tinh, tinh trùng động vật có vú duy trì ở trạng thái năng lượng thấp. Sau khi xuất tinh, chúng dần được hoạt hóa trong đường sinh dục nữ, bắt đầu đập mạnh và thay đổi màng tế bào để chuẩn bị xâm nhập vào trứng.
Balbach giải thích: ‘Sự chuyển đổi nhanh chóng từ mức năng lượng thấp sang cao không chỉ diễn ra ở tinh trùng mà còn ở nhiều loại tế bào. Tinh trùng là mô hình lý tưởng để nghiên cứu quá trình tái lập trình chuyển hóa này.’
Trước khi gia nhập MSU, Balbach được chú ý nhờ nghiên cứu đột phá trong thời gian làm nghiên cứu sau tiến sĩ tại Weill Cornell Medicine. Bà phát hiện rằng việc ức chế một enzyme chủ chốt của tinh trùng gây vô sinh có hồi phục và tạm thời ở chuột, một cột mốc quan trọng trong phát triển biện pháp tránh thai nam không dùng hormone.
Theo dõi cách tinh trùng ‘nạp nhiên liệu’: Kỹ thuật truy dấu chuyển hóa mới
Để xác định cách tinh trùng tăng tốc trước khi thụ tinh, nhóm MSU đã hợp tác với Trung tâm Ung thư Memorial Sloan Kettering và Viện Van Andel để phát triển kỹ thuật tiên tiến theo dõi quá trình chuyển hóa glucose.
Bằng cách truy dấu đường đi hóa học của glucose trong tinh trùng, các nhà nghiên cứu đã quan sát rõ những khác biệt lớn giữa tinh trùng ở trạng thái nghỉ và trạng thái hoạt hóa.
Balbach đưa ra phép so sánh: ‘Điều này giống như sơn nóc một chiếc ô tô màu hồng rồi dùng máy bay không người lái theo dõi lộ trình của nó giữa dòng xe cộ. Ở tinh trùng đã được hoạt hóa, “chiếc ô tô màu hồng” này không chỉ di chuyển nhanh hơn mà còn đi theo những con đường khác, và chúng ta thậm chí có thể thấy nơi nó thường bị mắc kẹt tại các “giao lộ”.’
Sử dụng các cơ sở hạ tầng khối phổ và chuyển hóa học cốt lõi của MSU, nhóm nghiên cứu đã lập bản đồ con đường chuyển hóa nhiều bước, giàu năng lượng mà tinh trùng cần khi di chuyển về phía trứng. Một phát hiện quan trọng là enzyme **aldolase** đóng vai trò trung tâm trong việc giúp tinh trùng chuyển glucose thành năng lượng. Nghiên cứu cũng cho thấy tinh trùng mang theo một số nguồn dự trữ năng lượng nội tại khi bắt đầu hành trình.
Nhóm nghiên cứu còn phát hiện một số enzyme hoạt động như ‘điều phối viên giao thông’, điều hòa dòng glucose trong quá trình chuyển hóa của tinh trùng để duy trì nguồn cung năng lượng ổn định.
Định hướng mới cho điều trị vô sinh và phát triển biện pháp tránh thai
Tiếp theo, nhóm của Balbach sẽ tìm hiểu cách tinh trùng sử dụng các nguồn năng lượng khác nhau, như glucose và fructose, để đáp ứng nhu cầu. Công trình này có thể cải thiện kỹ thuật hỗ trợ sinh sản (ART) và chẩn đoán vô sinh, đồng thời xác định các đích tác động mới cho biện pháp tránh thai không dùng hormone.
‘Khoảng một trong sáu người trên toàn thế giới bị ảnh hưởng bởi vô sinh,’ Balbach cho biết.
Phần lớn nghiên cứu về biện pháp tránh thai nam hiện tập trung vào việc ngăn chặn sản xuất tinh trùng. Các phương pháp này có tác dụng chậm, không thể kiểm soát theo nhu cầu và thường dựa vào hormone với các tác dụng phụ đáng kể. Thay vào đó, nhóm của Balbach đề xuất ức chế các enzyme chuyển hóa của tinh trùng để tạo ra biện pháp tránh thai có hồi phục, không dùng hormone và có thể sử dụng theo nhu cầu—về lý thuyết có ít tác dụng phụ.
Balbach cho biết: ‘Khoảng 50% số ca mang thai trên toàn thế giới hiện là ngoài ý muốn. Cung cấp cho nam giới nhiều lựa chọn tránh thai an toàn và có thể kiểm soát hơn sẽ thúc đẩy bình đẳng giới, đồng thời giảm gánh nặng lâu dài của biện pháp tránh thai nội tiết đối với phụ nữ.’
Các phát hiện được công bố trên Proceedings of the National Academy of Sciences và được tài trợ bởi Viện Sức khỏe Trẻ em và Phát triển Con người Quốc gia (NICHD).
Tin tức | Đại học Bang Michigan phát hiện ‘công tắc năng lượng’ của tinh trùng, thúc đẩy các phương pháp tránh thai nam và điều trị vô sinh
Tin tức | Đại học Michigan State phát hiện ‘công tắc năng lượng’ của tinh trùng, mở ra bước tiến trong tránh thai nam và điều trị vô sinh
Các nhà khoa học tại Đại học Michigan State (MSU) đã phát hiện một ‘công tắc’ phân tử quan trọng giúp tinh trùng bứt tốc về phía trứng. Phát hiện này có thể định hình lại việc điều trị vô sinh và mở đường cho các biện pháp tránh thai nam an toàn, không dùng hormone.
‘Chuyển hóa của tinh trùng rất đặc biệt—mục đích duy nhất của nó là cung cấp năng lượng cho quá trình thụ tinh,’ tiến sĩ Melanie Balbach, phó giáo sư tại Khoa Hóa sinh và Sinh học Phân tử của MSU, nhà nghiên cứu chính, cho biết.
Từ ‘trạng thái ngủ’ đến ‘tốc độ tối đa’: Cơ chế then chốt trong chuyển hóa năng lượng của tinh trùng
Trước khi xuất tinh, tinh trùng động vật có vú duy trì ở trạng thái năng lượng thấp. Sau khi xuất tinh, chúng dần được hoạt hóa trong đường sinh dục nữ, bắt đầu đập mạnh và thay đổi màng tế bào để chuẩn bị xâm nhập vào trứng.
Balbach giải thích: ‘Sự chuyển đổi nhanh chóng từ mức năng lượng thấp sang cao không chỉ diễn ra ở tinh trùng mà còn ở nhiều loại tế bào. Tinh trùng là mô hình lý tưởng để nghiên cứu quá trình tái lập trình chuyển hóa này.’
Trước khi gia nhập MSU, Balbach được chú ý nhờ nghiên cứu đột phá trong thời gian làm nghiên cứu sau tiến sĩ tại Weill Cornell Medicine. Bà phát hiện rằng việc ức chế một enzyme chủ chốt của tinh trùng gây vô sinh có hồi phục và tạm thời ở chuột, một cột mốc quan trọng trong phát triển biện pháp tránh thai nam không dùng hormone.
Theo dõi cách tinh trùng ‘nạp nhiên liệu’: Kỹ thuật truy dấu chuyển hóa mới
Để xác định cách tinh trùng tăng tốc trước khi thụ tinh, nhóm MSU đã hợp tác với Trung tâm Ung thư Memorial Sloan Kettering và Viện Van Andel để phát triển kỹ thuật tiên tiến theo dõi quá trình chuyển hóa glucose.
Bằng cách truy dấu đường đi hóa học của glucose trong tinh trùng, các nhà nghiên cứu đã quan sát rõ những khác biệt lớn giữa tinh trùng ở trạng thái nghỉ và trạng thái hoạt hóa.
Balbach đưa ra phép so sánh: ‘Điều này giống như sơn nóc một chiếc ô tô màu hồng rồi dùng máy bay không người lái theo dõi lộ trình của nó giữa dòng xe cộ. Ở tinh trùng đã được hoạt hóa, “chiếc ô tô màu hồng” này không chỉ di chuyển nhanh hơn mà còn đi theo những con đường khác, và chúng ta thậm chí có thể thấy nơi nó thường bị mắc kẹt tại các “giao lộ”.’
Sử dụng các cơ sở hạ tầng khối phổ và chuyển hóa học cốt lõi của MSU, nhóm nghiên cứu đã lập bản đồ con đường chuyển hóa nhiều bước, giàu năng lượng mà tinh trùng cần khi di chuyển về phía trứng. Một phát hiện quan trọng là enzyme **aldolase** đóng vai trò trung tâm trong việc giúp tinh trùng chuyển glucose thành năng lượng. Nghiên cứu cũng cho thấy tinh trùng mang theo một số nguồn dự trữ năng lượng nội tại khi bắt đầu hành trình.
Nhóm nghiên cứu còn phát hiện một số enzyme hoạt động như ‘điều phối viên giao thông’, điều hòa dòng glucose trong quá trình chuyển hóa của tinh trùng để duy trì nguồn cung năng lượng ổn định.
Định hướng mới cho điều trị vô sinh và phát triển biện pháp tránh thai
Tiếp theo, nhóm của Balbach sẽ tìm hiểu cách tinh trùng sử dụng các nguồn năng lượng khác nhau, như glucose và fructose, để đáp ứng nhu cầu. Công trình này có thể cải thiện kỹ thuật hỗ trợ sinh sản (ART) và chẩn đoán vô sinh, đồng thời xác định các đích tác động mới cho biện pháp tránh thai không dùng hormone.
‘Khoảng một trong sáu người trên toàn thế giới bị ảnh hưởng bởi vô sinh,’ Balbach cho biết.
Phần lớn nghiên cứu về biện pháp tránh thai nam hiện tập trung vào việc ngăn chặn sản xuất tinh trùng. Các phương pháp này có tác dụng chậm, không thể kiểm soát theo nhu cầu và thường dựa vào hormone với các tác dụng phụ đáng kể. Thay vào đó, nhóm của Balbach đề xuất ức chế các enzyme chuyển hóa của tinh trùng để tạo ra biện pháp tránh thai có hồi phục, không dùng hormone và có thể sử dụng theo nhu cầu—về lý thuyết có ít tác dụng phụ.
Balbach cho biết: ‘Khoảng 50% số ca mang thai trên toàn thế giới hiện là ngoài ý muốn. Cung cấp cho nam giới nhiều lựa chọn tránh thai an toàn và có thể kiểm soát hơn sẽ thúc đẩy bình đẳng giới, đồng thời giảm gánh nặng lâu dài của biện pháp tránh thai nội tiết đối với phụ nữ.’
Các phát hiện được công bố trên Proceedings of the National Academy of Sciences và được tài trợ bởi Viện Sức khỏe Trẻ em và Phát triển Con người Quốc gia (NICHD).
Nguồn bài viết:
Tổng hợp trực tuyến