אפיגנטית זרע אבהית עשויה לעזור להסביר אובדן הריון מוקדם

כאשר הריון מסתיים מוקדם ובלתי מוסבר, החיפוש אחר תשובות מתחיל לרוב אצל האם. לייסי לואנס, Ph.D., רוצה לדעת מה הקשר בין הזרע של האב.

לייסי לואנס, Ph.D., עוזרת פרופסור במחלקה למדעי בעלי חיים בטקסס A&M, חוקרת את התפקיד הגברי באובדן הריון מוקדם. (Courtney Sacco/Texas A&M AgriLife)

לואנס, עוזר פרופסור במחלקה לחקלאות ומדעי החיים של טקסס A&M המחלקה למדעי בעלי החיים, חוקר את הגורמים לאובדן הריון מוקדם – בעיה חוצה מינים ונושאת עלויות אישיות וכלכליות כאחד.

היא עובדת עם בקר, שבו על פי ההערכות כמעט 50% מההריונות מסתיימים בטרם עת, כדי לחקור את הסיבות השורשיות לאי פוריות אנושית, שבה מעריכים כי למעלה מ-50% מכל ההתעברות לא יביאו ללידה.

אנחנו יודעים שבעיות אימהיות יכולות להיות מעורבות. לפעמים זה יכול להיות חריגה כרומוזומלית, מחלה או בעיות בסביבת הרחם. אבל אנחנו לא יודעים את הסיבות לאובדן הריון רבים. זה לא מוסבר, ואנחנו עדיין מנסים להבין למה זה קורה לעתים קרובות כל כך".

לייסי לואנס, Ph.D., פרופסור עוזרת, המחלקה למדעי בעלי החיים בטקסס

לונסה, שיש לה גם פגישה עם Texas A&M AgriLife Research, מאחדת כוחות עם Ky Pohler, Ph.D., מנהל מרכז הביוטכנולוגיה לרבייה של בעלי חיים של טקסס A&M AgriLife ופרופסור חבר, המחלקה למדעי בעלי החיים, במענק של 1.65 מיליון דולר למכוני הבריאות הלאומיים כדי לבדוק כיצד השינויים האפיגנטיים של ה-DNA או ה-DNA מובילים לשינויים אפיגנטיים.

קביעת הגורם הגברי בהריונות לא מוצלחים

לואנס אמר שגורם פוטנציאלי לאובדן הריון יכול להיות הזרע והאפיגנטיקה של הזכר – או כל מה שמעל ומסביב לרצף ה-DNA – שמשפיעים על האופן שבו ה-DNA בנוי או ארוז.

"אנחנו מדברים על שינויים לא גנטיים שיכולים לשנות את האופן שבו הגנים האלה מופעלים או מכבים", אמרה. "המחקר שלנו מנסה להבין כיצד האפיגנטיקה של אבא או השינויים האפיגנטיים שנושאים על ידי הזרע יכולים להשפיע על פוריות, הריון ולאחר מכן בריאות והתפתחות לטווח ארוך".

המטרה הכוללת היא להבין את השינויים הלא-גנטיים ב-DNA המועברים לעוברי בקר. הצוות ישתמש בזרע של שוורים בעלי פוריות גבוהה ונמוכה כדי לחקור את תפקידו של האפיגנום האבהי בהתפתחות לא תקינה של עוברים ואובדן הריון.

המחקר של טקסס A&M AgriLife מנסה להבין כיצד האפיגנטיקה הגברית יכולה להשפיע על פוריות והריון. (לורה מקנזי/טקסס A&M AgriLife)

מוקד אחד הוא היסטונים, החלבונים שה-DNA עוטף כמו סליל וחוט. מחקרים קודמים מצביעים על כך שגברים עם היסטונים לא תקינים של זרע נוטים יותר לבני זוג שחווים אובדן הריון.

"עם זאת, אנחנו לא יודעים למה זה קורה", אמר לואנס. "זה משהו שלמדנו עליו הרבה בעשור או שניים האחרונים. אנחנו יודעים שקיים מתאם קליני, אבל אנחנו לא מבינים את הסיבות שזה קורה. לקבוע שזה האתגר שלנו".

בקר יכול לענות על שאלות שבני אדם לא יכולים

Luense נחושה לעזור עם אובדן הריון אנושי, אך ניסוי בעוברים אנושיים אינה אופציה. ולמרות שהיא עבדה גם עם מודלים של עכברים, בקר מציע משהו שהם לא יכלו: התפתחות עוברית מוקדמת המשקפת יותר את התפתחות העובר האנושי, במיוחד בחלוקת תאים ובתזמון שבו גנים מהעובר החדש מופעלים.

איפה גילוי פוגש תעשייה

הפקולטה למדעי בעלי החיים שואלת שאלות עם תשובות שמגיעות הרבה מעבר לחקלאות – לבריאות האדם וחיי היום יום.

הצוות שלה יבצע ניתוחים מולקולריים וגנומיים שונים על דגימות הזרע מהשוורים בעלי הביצועים הגבוהים והנמוכים כדי לנסות להבין את הסמנים הביולוגיים שלהם ולזהות שינויים בזרע כדי לחזות אובדן הריון.

באמצעות הפריה חוץ גופית, IVF, הם יוכלו לייצר עוברים משורים עם שינויים ספציפיים באפיגנום הזרע. העוברים הללו יעברו הדמיית זמן-lapse וניתוח גנומי חדשני כדי לקבוע אם שינויים בהיסטונים של זרע משנים את ההתפתחות ואת ויסות הגנים. ביצוע ניסויים כאלה בבני אדם אינו אפשרי, מה שהופך את השימוש בבקר להזדמנות מרגשת לקדם את ההבנה שלנו לגבי פוריות והריון אנושיים, אמר לואנס.

המרכז החדש לביוטכנולוגיה של בעלי חיים, שנפתח בשנת 2025, יאפשר להם לבצע עריכת גנים, כולל CRISPR/CAS 9, כדי לקדם את הידע על אובדן הריון וכיצד ניתן לפתח טיפולים לפתרון הבעיה.

"אנחנו מנסים לזהות שינויים בביטוי הגנים שמתרחשים מוקדם מאוד בהתפתחות עוברים טרום השרשה בבקר וכיצד זה עשוי לתת לנו מידע על מה שקורה בבני אדם", אמר לואנס.

מטרת המחקר היא למצוא דרכים להשיג שיעור גבוה יותר של לידות חי ועגלים על הקרקע. (מייקל מילר/טקסס A&M AgriLife)

סמנים ביולוגיים לחזות, ומתישהו למנוע, אובדן הריון

מעבר לשאלת בריאות האדם, הממצאים יכולים לתת ליצרני בקר כלים חדשים לטפל בבעיה יקרה – בערך מחצית מהריונות הבקר אינם מביאים ללידות חי. תחזית טובה יותר עשויה להיות חיסכון אמיתי עבור התעשייה.

"אנו מקווים שאחרי חמש שנים נוכל לזהות סמנים ביולוגיים או שינויים בכרומטין בזרע או בהיסטונים של זרע שעשויים לחזות אובדן הריון בבני אדם ובבקר", אמר לואנס. "אם אנחנו יודעים מה לחפש, אולי אפשר לטפל בזה. אנחנו מנסים להבין את מסלולי הגנים הספציפיים המווסתים על ידי אפיגנטיקת זרע המתרחשת בעובר המוקדם והכרחיים להריון בריא וללידה חיה".

התוצאות עשויות להשפיע על יעילות הרבייה ולסייע בניהול קליני של חולים אנושיים ובעלי חיים שאובחנו עם אי פוריות, עוברים לקויים ואובדן הריון, אמרה.