الجين الأساسي كمانع للحمل من الذكور

في حين أن حبوب منع الحمل كانت موجودة منذ أكثر من ستة عقود للنساء ، كانت خيارات منع الحمل للرجال محدودة إلى حد كبير بالواقي الذكري وقطع القناة الدافقة.

يقول باحثو جامعة ولاية واشنطن إنهم اكتشفوا جينًا في الخصيتين يمكنه حل هذا التفاوت الصارخ. ووجدت الدراسة أن تعطيل الجين في الفئران أدى إلى تغيير شكل الحيوانات المنوية وحركتها ، مما تسبب في العقم عند ذكور الفئران.

يمكن أن تؤدي النتائج إلى تطوير حبوب منع الحمل للذكور تكون فعالة أثناء الاستخدام وتسمح للحيوانات المنوية بالعودة إلى طبيعتها بعد التوقف عن العلاج.

“تحدد الدراسة هذا الجين لأول مرة على أنه يتم التعبير عنه فقط في نسيج الخصية ، وليس في أي مكان آخر في الجسم ، ويتم التعبير عنه بواسطة أنواع ثدييات متعددة” ، كما يقول كبير الباحثين في علم الأحياء الإنجابية جون أوتلي من جامعة ولاية واشنطن.

“عندما يتم تعطيل هذا الجين أو تثبيطه في الذكور ، فإنهم يصنعون حيوانات منوية لا تستطيع تخصيب البويضة ، وهذا هدف رئيسي لتطوير وسائل منع الحمل لدى الذكور.”

تعتبر الحيوانات المنوية فريدة تمامًا بين خلايا الثدييات من حيث أنها تؤدي وظيفتها خارج الجسم الذي تم إنتاجها فيه. إنهم يساهمون بنصف المادة الوراثية في النسل المتكاثر جنسيًا ، ومع ذلك فإن عملية إنتاج الحيوانات المنوية ليست مفهومة تمامًا من قبل العلماء.

باستخدام تسلسل الحمض النووي الريبي ، فحص أوتلي وزملاؤه الجينات المعبر عنها في الخلايا المنتجة للحيوانات المنوية في الفئران والماشية والخنازير لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم العثور على جين مهم لوظيفة الحيوانات المنوية.

من خلال الإحالة الشاملة لمجموعات البيانات المختلفة ، قاموا بتقليل قائمتهم الأولى المكونة من 10183 جينًا إلى جين واحد مرشح. يقوم Arrdc5 بتشفير جزيء α-stopin يسمى AARDC5 ، وهو اختصار لـ 5 بروتين يحتوي على مجال توقيف.

Arrestins هي مجموعة من البروتينات التي تلعب دورًا في تنظيم مسارات الإشارات في خلايا العديد من الكائنات الحية المختلفة ، من الخميرة إلى البشر. يتم التعبير عن ARRDC4 ، وهو آخر من ستة أنواع معروفة من مركبات ألفا في الثدييات ، بشكل كبير في قنوات الحيوانات المنوية للفأر ، كما أن التعطيل الجيني لجين الترميز ، Arrdc4 ، يضعف حركة الحيوانات المنوية. ولكن إلى جانب هذه الدراسة السابقة ، لا يُعرف الكثير عن كيفية أو ما إذا كانت بروتينات الإيقاف تساعد في تكوين الحيوانات المنوية.

تتواجد AARDC5 بكثرة في خصيتين البشر والفئران والماشية والخنازير ، لكن البحث العلمي لم يحدد بعد دوره البيولوجي. لذلك سعى الفريق إلى تحديد ما إذا كان هذا الجين يمكن أن يلعب دورًا رئيسيًا في تكوين ووظيفة الحيوانات المنوية.

وجد أوتلي وزملاؤه أن الحيوانات المنوية من الفئران المعدلة وراثيًا التي تفتقر إلى بروتين ARRDC5 لها شكل غير طبيعي ولا يمكنها تخصيب البيض بشكل صحيح في المختبر.

عادة ، يمكن للحيوانات المنوية أن تتحرك من خلال الجهاز التناسلي للأنثى بمساعدة بنية تشبه الذيل تسمى السوط. يمرون بعملية تسمى السعة ، والتي تسمح لهم بربط أنفسهم ببيضة من أنثى. يندمج رأس الحيوان المنوي مع البويضة ، ويتم توصيل المادة الوراثية من الذكر إلى البويضة.

أظهر الفحص المجهري الإلكتروني أن الحيوانات المنوية من الفئران التي تعاني من نقص في ARRDC5 لها ذيول أقصر ، وأن 98 في المائة بها عيوب في الرأس والجزء الأوسط ، مما جعلها تتحرك بشكل أبطأ من الحيوانات المنوية للفئران العادية.

الأهم من ذلك ، أن الفئران الإناث التي تفتقر إلى بروتين ARRDC5 لا تزال تتمتع بحمل طبيعي عند إقرانها مع فئران ذكور سليمة ، مما يشير إلى أن ARRDC5 يؤثر فقط على خصوبة الذكور.

تصدرت عقاقير منع الحمل للرجال عناوين الصحف منذ بضع سنوات ، لكن التقدم كان بطيئًا بشكل مخيب للآمال. في غضون ذلك ، تتحمل النساء في الغالب مسؤولية وسائل منع الحمل ، وهذا لا يخلو من سلبيات.

قد يكون النهج الجيني الذي يستهدف الحيوانات المنوية فقط قابلاً للعكس وله آثار جانبية أقل من التدخل في هرمونات الذكورة ، حيث يلعب التستوستيرون أدوارًا أخرى تتجاوز إنتاج الحيوانات المنوية. ويمكن استخدام هذا الاكتشاف يومًا ما للتحكم في تربية الماشية ، لكنه لا يزال خطوة كبيرة من التجارب في المختبر إلى الاستخدام الواقعي.

يشرح أوتلي قائلاً: “أنت لا تريد القضاء على القدرة على إنتاج الحيوانات المنوية – فقط أوقف الحيوانات المنوية التي يتم تكوينها بشكل صحيح”.

“ومن ثم ، من الناحية النظرية ، يمكنك إزالة الدواء وستبدأ الحيوانات المنوية في البناء بشكل طبيعي مرة أخرى.”

قدم الباحثون براءة اختراع مؤقتة لحبوب منع الحمل للذكور بناءً على اكتشاف الجين هذا ، على الرغم من أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لمعرفة كيفية عملها على البشر.

كتب المؤلفون في ورقتهم البحثية: “على الرغم من أن النتائج التي توصلنا إليها تظهر بوضوح أن ARRDC5 هو منظم أساسي لتكوين الحيوانات المنوية ، إلا أن آلية العمل غير محددة”.

“سد هذه الفجوة في المعرفة سيكون مهمًا لفهم كيف يمكن أن يؤدي النقص الوراثي إلى العقم وكذلك استهداف الجزيء لتطوير وسائل منع الحمل عند الذكور.”

نُشر البحث في مجلة Nature Communications.