What is intracytoplasmic sperm injection (ICSI)?
قبل از اینکه اسپرم یک مرد بتواند یک تخمک را بارور کند، سر اسپرم به خارج تخمک متصل شود.پس از اتصال اسپرم به تخمک، اسپرم از طریق لایه بیرونی به داخل تخمک(سیتوپلاسم) فشار می آورد، جایی که لقاح انجام می شود.
گاهی اوقات اسپرم به دلایل مختلف نمی تواند به لایه بیرونی نفوذ کند.لایه بیرونی تخمک ممکن است ضخیم باشدیا به سختی به آن نفوذ کند یا اسپرم قادر به شنا به سمت تخمک نباشد. در این موارد، روشی به نام تزریق اسپرم داخل سیتوپلاسمی (ICSI) همراه با لقاح آزمایشگاهی( IVF) برای کمک به بارور شدن تخمک انجام می شود. در طی ICSI ، یک اسپرم به طور مستقیم به سیتوپلاسم تخمک تزریق می شود.
ICSI چگونه کار می کند؟
دو روش برای بارور شدن تخمک توسط IVF وجود دارد: IVF و ICSI . در IVF ، 50000 یا بیشتر اسپرم متحرک در کنار تخمک در یک ظرف آزمایشگاهی قرار می گیرد. لقاح زمانی اتفاق می افتد که یکی از اسپرم ها وارد سیتوپلاسم تخمک شود. در فرایند ICSI ، یک سوزن کوچک به نام میکروپیپت برای تزریق یک اسپرم به مرکز تخمک استفاده می شود. با IVFیا ICSI، هنگامی که لقاح اتفاق می افتد، تخم بارور شده ( که اکنون جنین نامیده می شود) قبل از اینکه به رحم زن(رحم) منتقل شود، به مدت 1 تا 5 روز در آزمایشگاه رشد می کند.
چرا به ICSI نیاز داریم؟
ICSI برای غلبه بر مشکلات باروری کمک می کند، مانند:
مرد برای انجام لقاح مصنوعی ( تلقیح داخل رحمی [IUI]) ، یا IVF، اسپرم بسیار کمی تولید می کند.
اسپرم ممکن است در حالت عادی حرکت نکند.
ممکن است در اتصال به تخمک مشکل داشته باشد.
انسداد در دستگاه تناسلی مرد ممکن است از خروج اسپرم جلوگیری کند.
تخمک ها با IVF، بدون توجه به وضعیت اسپرم ، بارور نشده اند.
از تخمک های بالغ شده در شرایط آزمایشگاهی یا IVM استفاده شود.
از تخمک های فریز شده قبلی استفاده شود.
آیا ICSI کار خواهد کرد؟
ICSI 50% تا 80% تخمک ها را بارور می کند. اما مشکلات زیر ممکن است در طول یا بعد از فرایند ICSI رخ دهد:
ممکن است برخی یا همه تخمک ها آسیب دیده باشند.
ممکن است تخمک حتی پس از تزریق اسپرم به جنین تبدیل نشود.
رشد جنین ممکن است متوقف شود.
هنگامی که لقاح انجام می شود، شانس یک زوج برای به دنیا آوردن یک نوزاد مجرد، دوقلو یا سه قلو در صورت انجام با IVF یا بدون ICSI یکسان است.
آیا ICSI می تواند بر رشد کودک تاثیر بگذارد؟
اگر یک زن به طور طبیعی باردار شود، 1.5% تا3% احتمال دارد که نوزاد دارای یک نقص مادرزادی بزرگ داشته باشد. احتمال نقایص مادرزادی مرتبط با ICSI مشابه IVF است، اماکمی بیشتر از بارداری طبیعی است.
خطر کمی بالاتر نقایص مادرزادی ممکن است در واقع به دلیل ناباروری و نه درمان های مورد استفاده برای غلبه بر ناباروری باشد.
شرایط خاصی با استفاده از ICSI مرتبط است، مانند سندروم بکویث- ویدمن، سندرم آنجلمن، هیپوسپادیاس یا ناهنجاری های کروموزوم جنسی. در کمتر از 1% از کودکانی که با این تکنیک باردار شده اند رخ می دهد.
برخی از مشکلاتی که باعث ناباروری می شود ممکن است ژنتیکی باشد. به عنوان مثال ، کودکان پسری که با استفاده از ICSI باردار می شوند، ممکن است مشکلات ناباروری مشابه پدرشان داشته باشند.
مترجم: دکتر ندا ابراهیمیان
منبع: AMERICAN SOCIETY FOR REPRODUCTIVE MEDICINE, URL www.asrm.org
What is intracytoplasmic sperm injection (ICSI)?

حیوان ترانس ژنتیک به حیوانی اطلاق می شود که در آن تغییر عمدی ژنوم بر خلاف جهش خود به خودی صورت گرفته است.DNA خارجی با استفاده از فناوری DNA نوترکیب به حیوان وارد می شود و سپس باید از طریق رده زایا منتقل شود هر سلول، از جمله سلول های زایا، حاوی همان مواد ژنتیکی اصلاح شده می باشد.
1-پیشینه تاریخی
قبل از توسعه ژنتیک مولکولی، تنها راه مطالعه تنظیم وعملکرد ژن های پستانداران، مشاهده ویژگی های ارثی یا جهش های خود به خودی بود. مدتها قبل از مندل هرگونه دانش ژنتیکی مولکولی، اصلاح انتخابی یک عمل رایج در میان کشاورزان برای افزایش صفات انتخابی ، به عنوان مثال، افزایش تولید شیر بود.
در طول دهه 1970، اولین موش کایمریک تولید شد(1974).سلولهای دو جنین مختلف از سویه های مختلف در مراحل اولیه رشد(هشت سلولی) با هم ترکیب شدند تا یک جنین منفرد را تشکیل دهند که در نهایت به یک موجود بالغ کایمریک تبدیل شده و ویژگی های هردو سویه را نشان می دهد.
مشارکت متقابل زیست شناسی تکوین و مهندسی ژنتیک امکان توسعه سریع تکنیک های ایجاد حیوانات ترانس ژنتیک را فراهم کرد. میکرو اینجکشن DNA ، اولین تکنیک موفقیت آمیز در پستانداران، ابتدا روی موش ها و سپس روی گونه های مختلف دیگر مانند موش ، خرگوش، گوسفند، خوک، پرندگان و ماهی ها اعمال شد.سپس دوتکنیک اصلی دیگر توسعه یافتند: روش های ترانس ژن با واسطه رتروویروس (1976) و انتقال ژن با واسطه سلول های بنیادی (ES) (1986) توسعه یافتند.
از سال 1981 زمانی که اصطلاح ترانس ژنتیک (1981)پا به عرصه علم گذاشت. توسعه سریعی در استفاده از حیوانات دستکاری شده ژنتیکی صورت گرفنه است زیرا محققان تعداد فزاینده ای از کاربردهای این فناوری را یافته اند.
2-روش های ایجاد حیوانات ترانس ژنیک
اندازه کوچک و هزینه کم اسکان در مقایسه با مهره داران بزرگتر، زمان تولید مثل کوتاه و ژنتیک کاملا مشخص آنها، موش ها به گونه اصلی مورد استفاده در زمینه ترانس ژن تبدیل شده است.
سه روش اصلی برای ایجاد حیوانات ترانس ژن عبارتند از: میکرو اینجکشن DNA ، انتقال ژن با واسطه سلولهای بنیادی جنینی و انتقال ژن با واسطه رتروویروس.
میکرو اینجکشن DNA :
این روش شامل میکرو اینجکشن مستقیم ژن انتخابی ( یک ژن یا ترکیبی از ژن ها) از یک عضو دیگر از همان گونه یا از یک گونه متفاوت به پیش هسته یک تخمک بارور شده است.این یکی از اولین روش هایی است که ثابت کرد در پستانداران موثر است. DNA معرفی شده ممکن است منجر به بیان بیش از حد یا کم بیان ژن های خاص یا بیان ژن های کاملا جدید برای گونه های حیوانی شود. با این حال ، قرار دادنDNA یک فرایند تصادفی است و احتمال زیادی وجود دارد که ژن معرفی شده خود را در محلی روی DNA میزبان قرار ندهد، که اجازه بیان آن را می دهد. تخمک لقاح یافته دستکاری شده به مجرای تخمک ماده گیرنده یا مادر فاستر منتقل می شود که با جفت گیری با یک نر وازکتومی شده به عنوان گیرنده عمل می کند.
مزیت: کاربرد به طور وسیع در انواع گسترده ای از گونه ها است.
انتقال ژن با واسطه سلولهای بنیادی جنینی:
این روش شامل وارد کردن توالی DNA مورد نظر با نوترکیبی هومولوگ در یک کشت آزمایشگاهی سلولهای بنیادی جنینی (ES) است. سلولهای بنیادی سلول های تمایز نیافته ای هستند که پتانسیل تمایز به هر نوع سلولی (سلولهای سوماتیک و زایا) را دارند و بنابراین یک موجود کامل را به وجود می آورند. سپس این سلولها در مرحله رشد بلاستوسیت به جنین وارد می شوند. نتیجه یک حیوان کایمریک است. انتقال ژن با واسطه سلول بنیادی جنینی) (ES روش انتخابی برای غیر فعال سازی ژن است که به اصطلاح روش Knock-out نامیده می شود.
این تکنیک برای مطالعه کنترل ژنتیکی فرایندهای تکوین از اهمیت ویژه ای برخوردار است.این تکنیک به ویژه در موش ها به خوبی کار می کند.
مزیت:امکان هدف گیری دقیق جهش های تعریف شده در ژن را از طریق نوترکیبی هومولوگ فراهم می کند.
انتقال ژن با واسطه رتروویروس ها:
برای افزایش احتمال بیان، انتقال ژن با واسطه یک حامل یا ناقل ، به طور کلی از یک ویروس یا یک پلاسمید به عنوان حامل استفاده می شود.
رتروویروسها معمولا به عنوان ناقلی برای انتقال مواد ژنتیکی به داخل سلول استفاده می شوند و از توانایی شان در آلوده کردن سلولهای میزبان با استفاده از این روش استفاده می کنند. فرزندان حاصل از این روش کایمریک هستند، یعنی همه سلولها حامل رتروویروس نیستند. انتقال ترانس ژنیک تنها در صورتی امکان پذیر است که رتروویروس در برخی از سلول های زایا ادغام شود.
برای هر یک از این تکنیک ها میزان موفقیت از نظر تولد زنده حیوانات حاوی ترانس ژن بسیار پایین است. به شرط اینکه دستکاری ژنتیکی منجر به سقط جنین نشود، نتیجه نسل اول (F1) از حیوانات است که باید برای بیان ترانس ژن آزمایش شوند.بسته به تکنیک مورد استفاده، نسل اول یا F1 ممکن است منجر به کایمر شود.هنگامی که ترانس ژن در سلولهای زاینده ادغام شد، به اصلاح کایمرهای خط زایا برای 10 تا 20 نسل هم خونی می شوندتازمانی که حیوانات ترانس ژنتیک هموزیگوت به دست آیند و ترانس ژن در هر سلول وجود داشته باشد. در این مرحله جنین های ترانس ژن را می توان منجمد کرد و برای لانه گزینی بعدی ذخیره کرد.
حیوانات ترانس ژنتیک در بیوتکنولوژی:
حیوانات ترانس ژن تنها یکی از پیشرفت ها در حوزه بیوتکنولوژی هستند. بیوتکتولوژی نحوه درک ما از فرایندهایی مانند مهندسی وساخت را تغییر داده است. این اصلاحات اکنون شامل استفاده از موجودات زنده یا اجزای آنها برای ساخت یا اصلاح محصولات ، تغییر خصوصیات گیاهان یا حیوانات، یا توسعه میکرو اورگانیسم ها برای مصارف خاص استفاده می شود. استفاده های جدید از تکنیک های DNA نوترکیب، تکنیک های همجوشی (fusion) سلولی، فناوری آنتی بادی تک کلونال و پلی کلونال وفرایندهای بیولوژیکی برای تولید تجاری ، تمایزات و روش های سنتی را تغییر داده است. دستکاری های ژنتیکی در سطح DNA دیدگاه های دیرینه درباره اینکه چه چیزی حیوان، گیاه و انسان در نظر گرفته می شود را تغییر داده است. به نوبه خود، این تغیییرات ارزابی روش های استفاده از حیوانات را دشوار تر کرده و تمایز بین تحقیقات خالص و کاربردی را پنهان کرده است.
در نظر گرفتن مقبولیت ایجاد گونه های حیوانی ترانس ژن خاص یا دستکاری ژنتیکی شامل تبادل DNA بین گونه ها و سلسله ها می تواند یک مسله ساده مراقبت از حیوانات یا یک تصمیم اجتماعی باشد.
ایجاد حیوانات ترانس ژن منجر به تغییر استفاده از گونه های درجه بالاتر به گونه های پایین تر می شود و همچنین استفاده تعداد حیوانات استفاده شده، تاثیر می گذارد.
نمونه ای از جایگزینی گونه های بالاتر با گونه های پایین تر ، امکان ایجاد مدل های بیماری در موش ها به جای استفاده از سگ ها یا نخستی های غیر انسانی است.
در دراز مدت ، کاهش تعداد حیوانات مورد استفاده، به عنوان مثال برای مطالعه بیماری های انسانی ، به دلیل ویژگی بیشتر مدل های ترانس ژن توسعه یافته امکان پذیرشده است. از سوی دیگر ، موفقیت روش منجر به استفاده از پتانسیل آن برای بررسی طیف وسیع تری از بیماری ها وشرایط شده است. استفاده واقعی از برخی از گونه ها ممکن است افزایش یابد، علاوه بر تعداد حیواناتی که به عنوان اهدا کننده درطی فرایندخاص قربانی می شوند. پتانسیل این فناوری همچنین امکان استفاده از گاو ، خوک، گوسفند و بز را به عنوان واحدهای فرآوری برای تولید پروتین یا اهدا کنندگان عضو فراهم کرده است.
فرایندهای تعاملی پیچیده پستانداران زنده در شرایط آزمایشگاهی قابل تکرار نیستند. با این حال ، حیوانات ترانس ژن ابزاری برای ارزیابی تغییرات ژنتیکی از نظر تغییرات آناتومیکی و فیزیولوژی در یک سیستم پیچیده فراهم می کنند. مدل های ترانس ژن در مقایسه با مدل های حیوانی سنتی دقیق تر هستند، به عنوان مثال ،موش های دارای تومور با افزایش حساسیت به رشد تومور ، نتایج مطالعات سرطان زایی را در بازه زمانی کوتاهتری بدست می آورد، بنابراین سیر توسعه تومور را در حیوانات مبتلا به آزمایش را کاهش می دهد. با این حال ، مدل ها معادل های دقیقی نیستند، بنابراین مانند هر سیستم دیگری باید در نتیجه گیری از داده ها دقت شود.
فهرستی از موارد حیوانات ترانس ژن برای بیوتکنولوژی:
-استفاده در تحقیقات پزشکی، حیوانات ترانس ژن برای شناسایی عملکرد فاکتورهای خاص در سیستم های همواستاتیک پیچیده از طریق بیان بیش از حد یا کم یک ژن ( با استفاده از ترانس ژن وارد شده) استفاده می شود.
-در سم شناسی : به عنوان حیوانات تست پاسخگو (تشخیص مواد سمی) می باشند.
-در ژنتیک تکوینی پستانداران کاربرد دارد.
-در بیولوژی مولکولی، آنالیز تنظیم بیان ژن از ارزیابی تغییر ژننیکی ویژه در همه سطح حیوان استفاده می شود.
-در صنعت داروسازی ، تولید هدفمند پروتین های دارویی، تولید دارو و آزمایش اثر بخشی محصول است.
-در بیوتکتولوژی : به عنوان تولید کننده پروتین های خاصی باشند.
-هورمون های دستکاری شده ژنتیکی برای تولید شیر، تولید گوشت.مهندسی ژنتیک دام و در آبزی پروری بر تغییرات فیزیولوژی و یا آناتومی حیوانات تاثیر می گذارد.روشهای کلونینگ تولید خطوط خونی خاص است.
-تکوین حیوانات بویژه تولید برای استفاده زنوگرافت تولید می شوند.
ملاحضات عمومی مهم شامل میزان تجربه بدست آمده در آزمایشگاه در رابطه با دامپروری ، استاندارد های صنعت برای تگهداری حیوانات ایجاد شده به طور خاص به عنوان ماشین های زنده برای تولید پروتین ها ، آنتی بادی ها و... است. چه واژه هایی برای توصیف و ارزیابی وضعیت حیواناتی که به عنوان واحدهای تولیدی استفاده می شوند مناسب است؟ شبیه سازی دالی تاکید بر پیشرفت های نوآورانه در علوم حیوانات بخشی از بیوتکنولوژی است. همچنین استفاده از زنوگرافت، حداقل در سطح بهداشت عمومی، رفاه حیوانات و انسان را غیر قابل تفکیک می کند.
مترجم: دکتر ندا ابراهیمیان
منبع:
AMERICAN SOCIETY FOR REPRODUCTIVE MEDICINE, URL www.asrm.org
Transgenic Animals