Ученые нашли простой и эффективный способ оценить успех лечения мужского бесплодия

Ученые предложили метод, позволяющий с точностью до 79% определить, поможет ли мужчине с бесплодием процедура по извлечению сперматозоидов из яичек для проведения ЭКО. Дело в том, что при некоторых типах бесплодия сперматозоиды практически не образуются, а потому извлечь их оказывается невозможно. Новый подход основан на анализе жидкого компонента спермы, а потому он позволяет избежать ненужных для пациента хирургических вмешательств. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале F&S Science.

По статистике 2,5–12% мужчин в мире (цифры отличаются в разных регионах) бесплодны. При этом самый тяжелый вариант бесплодия связан с азооспермией — полным отсутствием сперматозоидов в эякуляте. Чаще всего это состояние возникает из-за закупорки семявыводящих путей или нарушения процесса образования сперматозоидов в яичках. В первом случае мужчина может стать отцом с помощью процедуры ЭКО, когда у него хирургическим способом извлекают сперматозоиды прямо из ткани яичка, в обход «заблокированного» пути. Если же бесплодие связано с тем, что сперматозоиды в принципе не созревают, такая процедура оказывается бесполезной. Поэтому нужны высокоточные способы определить, будет ли дорогое и болезненное вмешательство эффективно, еще до его проведения. При этом несколько таких подходов уже существует, но ни один из них не используется в медицинской практике из-за сложности и дороговизны процедуры и оборудования.

Ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (Москва) с коллегами из Национального медицинского исследовательского центра акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова (Москва), Сколтеха (Москва) и Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) разработали простой метод, в рамках которого анализируют химический состав семенной плазмы — жидкого компонента спермы.

Для этого авторы использовали рамановскую спектроскопию — подход, при котором на образец направляют лазерный луч и по тому, как вещество рассеивает свет, оценивают химический состав. В результате такого анализа специалисты получают индивидуальный для каждого набора химических веществ спектр рассеивания света.

Однако компоненты семенной плазмы дают слабый сигнал, поэтому, чтобы усилить его, ученые помещали образцы анализируемой жидкости в тонкие стеклянные трубки — капилляры, — и только после этого освещали их лазером. Луч, проходя через трубку, постоянно отражался от ее стенок и многократно взаимодействовал с образцом, давая более интенсивный отклик.

Исследователи сравнили спектры рассеяния 20 образцов семенной плазмы, полученных от пациентов с азооспермией. При этом у половины мужчин врачи ранее извлекли сперматозоиды из яичек хирургическим путем для проведения ЭКО, а у второй половины — нет. Сопоставив результаты этого вмешательства с полученными спектрами, ученые выявили четкие признаки, по которым можно оценить исход операции до ее проведения.

Оказалось, что у пациентов из «успешной» группы в семенной плазме содержится больше жиров, в то время как у другой группы доминируют белковые компоненты. На основе этих различий авторы построили компьютерную модель, которая показала точность прогноза до 79%, что превосходит достоверность традиционных тестов, например гормональных, которые проводят клиники.

«Предложенный подход станет быстрой, не требующей вмешательств, простой и автоматизированной альтернативой дорогим и сложным методам, а также дешевым, но недостаточно точным анализам. В дальнейшем мы планируем детальнее изучить химический состав семенной плазмы мужчин с разными типами бесплодия, чтобы повысить точность прогнозирования», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Елена Римская, кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН.