Δευτέρα 9 Μαρτίου 2015

Το σπερματοζωάριο, το ωάριο, και οι εντυπωσιακές εκρήξεις της γονιμοποίησης…

zinc sparks

Σπίθες ψευδαργύρου εκτοξεύονται κυριολεκτικά, όταν ένα ωάριο και ένα σπερματοζωάριο συναντηθούν. Μια ομάδα ερευνητών συνέλαβε εικόνες που απεικονίζουν αυτές τις εκρήξεις τη στιγμή της γονιμοποίησης.


Η νέα μελέτη διεξήχθη από ερευνητές του Πανεπιστημίου Northwestern, χρησιμοποιώντας μεθόδους τελευταίας τεχνολογίας. Η ερευνητική ομάδα ισχυρίζεται ότι είναι η πρώτη που κατάφερε να συλλάβει εικόνες τέτοιων  μοριακών πυροτεχνημάτων καθώς και το σημείο της πηγής των σπινθήρων ψευδαργύρου.

Η μελέτη αναφέρει ότι οι διακυμάνσεις του ψευδαργύρου διαδραματίζουν βασικό ρόλο στην ρύθμιση των βιοχημικών διεργασιών, που απαιτούνται για τη μετάβαση ενός υγιούς ωαρίου σε έμβρυο.  Μια τέτοια πληροφορία μπορεί να αποδειχθεί ιδιαίτερα  χρήσιμη για τη βελτίωση των μεθόδων της(IVF) in vitro γονιμοποίησης.

Η Tereza Κ Woodruff, αρθρογράφος της μελέτης και διευθυντής του Ινστιτούτου Ερευνών Υγείας των Γυναικών στο Northwestern University Feinberg School of Medicine, αποκαλύπτει ότι η ποσότητα του ψευδαργύρου που απελευθερώνεται από ένα ωάριο μπορεί να αποτελέσει σημαντικό δείκτη  για τον εντοπισμό ενός υψηλής ποιότητας γονιμοποιημένου ωαρίου, κάτι που δεν ήταν δυνατόν έως  τώρα. Η Woodruff πρόσθεσε ότι η δυνατότητα ανίχνευσης των καλύτερων ωαρίων σημαίνει ότι θα απαιτείται η μεταφορά  λιγότερων εμβρύων  κατά τη διάρκεια της θεραπείας γονιμότητας.
Η Woodruff υποδηλώνει ότι η ομάδα των ερευνητών έχουν αναπτύξει έναν αισθητήρα φθορισμού, ο οποίος μπορεί να εντοπίζει τις δραστηριότητες του ψευδαργύρου σε ζωντανά κύτταρα. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν  περίπου 8.000 διαμερίσματα στο ωάριο, το καθένα από τα οποία περιέχει  περίπου ένα εκατομμύριο άτομα ψευδαργύρου. Τα διαμερίσματα αυτά, απελευθερώνουν το φορτίο του ψευδαργύρου τους ταυτόχρονα σε μια συντονισμένη διαδικασία, παρόμοια με την απελευθέρωση των νευροδιαβιβαστών στον εγκέφαλο ή με την απελευθέρωση της ινσουλίνης στο πάγκρεας.

Ο Thomas V. O'Halloran, επίσης αρθρογράφος της μελέτης, αποκαλύπτει « κατά τη γονιμοποίηση του ωαρίου,  βλέπουμε το ωάριο να απελευθερώνει  χιλιάδες πακέτα, καθένα από  τα οποία περιέχει εκατομμύρια άτομα ψευδαργύρου και στη συνέχεια να σταματάει. Έπειτα, ακολουθεί άλλη μια  έκρηξη απελευθέρωσης ατόμων ψευδαργύρου. Κάθε ωάριο έχει περίπου τέσσερις έως πέντε περιοδικές τέτοιες εκρήξεις.«Είναι όμορφο να βλέπεις μια τέτοια ενορχήστρωση, σαν μια ζωντανή συμφωνία. Ξέραμε ότι ο ψευδάργυρος απελευθερωνόταν από το ωάριο σε τεράστιες ποσότητες, αλλά δεν είχαμε ιδέα για τον τρόπο που γινόταν αυτό», λέει ο O'Halloran.

Η μελέτη επίσης, υποδεικνύει τον τρόπο με τον οποίο τα ωάρια διανέμουν και διαμερισματοποιούν  τον ψευδάργυρο για τον έλεγχο της ρύθμισης των αναπτυξιακών διαδικασιών που επιτρέπουν στο ωάριο να εξελιχθεί σε  ένα υγιές έμβρυο. Ο ψευδάργυρος αποτελεί τμήμα ενός κύριου διακόπτη ο οποίος ελέγχει την απόφαση να αναπτυχθεί σε ένα τελείως νέο γενετικό οργανισμό. « Αρχικά, το ωάριο θα πρέπει να εξασφαλίσει την αποθήκευση του ψευδαργύρου και στη συνέχεια να απελευθερώσει τμήμα του για την επίτευξη της ωρίμανσής του, της γονιμοποίησής του αλλά και για την έναρξη της εμβρυογένεσης», δηλώνει ο O'Halloran. Πόσος ψευδάργυρος όμως απαιτείται για αυτή την αξιοθαύμαστη διαδικασία, και που εντοπίζεται ενδοκυτταρικά? Χρειαζόμαστε περισσότερα δεδομένα για να κατανοήσουμε τους μοριακούς μηχανισμούς που εμπλέκονται καθώς το ωάριο εξελίσσεται σε ένα νέο οργανισμό», αναφέρει ο O'Halloran. « Έπρεπε να αναπτύξουμε μια πληθώρα μεθόδων για να πειστούμε ότι αυτό που βλέπουμε είναι σωστό. Η επιστήμη έχει να κάνει με το να δοκιμάζει κανείς τις ιδέες του και με τον επανέλεγχο αυτών των ιδεών. Όλα μας τα αποτελέσματα κατέληγαν στο ίδιο συμπέρασμα: ο ψευδάργυρος προέρχεται από πακέτα που ονομάζονται κυστίδια,  τα οποία βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια του κυττάρου».

Οι ερευνητές επί του παρόντος  εργάζονται  για να δουν εάν οι εκρήξεις του ψευδαργύρου μπορούν να συσχετιστούν  με την ποιότητα των ωαρίων, κάτι που θα αποτελέσει κλειδί για τη βελτίωση των θεραπειών γονιμότητας.
Η μελέτη έχει δημοσιευθεί στο περιοδικό Nature Chemistry με τίτλο : “ Quantitative mapping of zinc fluxes in the mammalian egg reveals the origin of fertilization-induced zinc sparks”.

Το παρακάτω βίντεο δείχνει το ωάριο τη στιγμή της γονιμοποίησης και οι θερμές εστίες φθορισμού αποκαλύπτουν τα κυστίδια που είναι γεμάτα με άτομα ψευδαργύρου τα οποία εκρήγνυνται για να δημιουργήσουν σπίθες που χορεύουν γύρω από το νεοσχηματισμένο έμβρυο