In de wereld van morgen worden e-mails vaak per computer verzonden en vinden gesprekken plaats via telefoon en chat, maar er zullen waarschijnlijk ook nieuwe vormen komen waarbij de oude methodes opeens terug nieuw worden.
Dun en licht inderdaad: op de ansichtkaart waren gevriesdroogde zaadcellen genesteld tussen twee plastic vellen van elk 0,2 millimeter dik.
Dit is geen eigenzinnig nieuw abonnementspakket voor dierlijk DNA, rechtstreeks in je mailbox, maar een mogelijke strategie om biologisch materiaal veilig, goedkoop en efficiënt te vervoeren .
Met deze ansichtkaart hebben onderzoekers van de Japanse Universiteit van Yamanashi een methode ontgrendeld om gevriesdroogd genetisch materiaal tot drie dagen bij kamertemperatuur op te slaan en te verzenden. En misschien nog ongelooflijker: eenmaal op zijn bestemming kan het DNA in het sperma worden gebruikt om gezonde nakomelingen te produceren.
De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift iScience , beschrijven hoe deze onderzoekers met zes materialen experimenteerden en uiteindelijk hun dunne, lichte pakketje opstuurden .
De innovatie zou ooit wetenschappers in staat kunnen stellen om een cache van spermakaarten te bewaren op de manier waarop je je favoriete voetbalkaarten zou kunnen bewaren, met verschillende soorten in verschillende sleuven van een album, klaar voor gebruik wanneer dat nodig is.
“Het wordt nu erkend dat genetische bronnen een aanwinst zijn voor de toekomst van de mensheid. Hoewel veel genetische eigenschappen niet nodig zijn om te overleven, is het, afhankelijk van de omgevingscontext, noodzakelijk om ze te behouden”, zegt senior auteur Teruhiko Wakayama , ook van de Universiteit van Yamanashi in Japan, in een verklaring.
De onderzoekers deden meer dan een ongebruikelijke ansichtkaart op de post doen — Daiyu Ito , een Ph.D. student en de hoofdauteur van de studie, legt uit dat de hier geteste opslag- en leveringsmethode een revolutie teweeg zou kunnen brengen in de biowetenschappen, van fundamenteel onderzoek met muismodellen tot vruchtbaarheidstherapieën.
Ito vertelt in het blad Inverse dat onderzoekers met deze methode genetisch materiaal kunnen verzenden “alleen via een briefkaart en brievenbus zonder speciale apparatuur voor koude opslag of speciale bescherming voor mailing.”
Ze deden onderzoek met muizensperma. Het DNA van het sperma, eenmaal teruggevonden in het laboratorium van bestemming, werd vervolgens gebruikt om een ei te bevruchten en produceerde gezonde muizenpups.
“We waren echt onder de indruk toen de nakomelingen van de muis werden geboren, omdat het sperma in zeer dunne vellen werd bewaard en zonder enige bescherming per ansichtkaart werd verzonden”, zegt Ito.
Het verzenden van genetisch materiaal naar andere laboratoria vereist doorgaans dure opslag- en koeriersdiensten, en er is geen garantie dat de monsters zullen aankomen zonder te breken of beschadigd te raken.
De ansichtkaart is eigenlijk gewoon de kers op de taart – de ontdekking van een goedkope, veilige manier om genetisch materiaal van het ene laboratorium naar het andere te transporteren, zou nieuwe wetenschappelijke samenwerking en studie kunnen bevorderen die voorheen onmogelijk zou zijn geweest vanwege de kosten en andere beperkingen.
“Ik ben verrast door de hele studie”, zegt Maite Olaciregui , hoogleraar dierpathologie aan de Universidad de Zaragoza in Spanje, tegen Inverse . “Het lijkt erop dat ze een eenvoudige methode hebben gevonden voor iets heel complexs. Hopelijk kunnen ze doorgaan met onderzoek om deze techniek te verbeteren.”
Het kostte wat vallen en opstaan voordat de perfecte combinatie van materialen en voorbereiding werd gevonden om deze speciale levering te maken.
Ito en zijn team ontdekten dat de kernen van gevriesdroogd muizensperma frequente temperatuurveranderingen kunnen verdragen in vergelijking met vers sperma. Met een sterke vacuümafdichting konden deze gevriesdroogde zwemmers meer dan een jaar in glazen ampullen worden bewaard en nog steeds worden gebruikt om gezonde nakomelingen te produceren.
Daarna was het een kwestie van een vervangend materiaal te vinden dat goedkoper was dan de glazen ampul.
Ito en zijn team begonnen met washi – traditioneel Japans papier – maar ook met plasticfolie, vinylvellen, weegpapier (dit is een soort papier dat helpt bij het beschermen van een stof die wordt gewogen in een laboratoriumonderzoek), filterpapier en oblaat. In wezen probeerden ze het sperma binnen twee bladeren van deze materialen te vriesdrogen.
“Onverwacht werden de beste resultaten behaald bij het gebruik van het weegpapier”, zegt Ito.
Vriesdrogend sperma is niet nieuw. Wanneer ze worden gevriesdroogd, gaan de spermacellen technisch allemaal verloren, maar hun DNA blijft intact. Als gevolg hiervan kan dit materiaal, als het eenmaal in een ei is geïnjecteerd, het ei bevruchten en gezonde nakomelingen produceren. Deze techniek wordt gebruikt bij veel verschillende dieren zoals ratten, hamsters, konijnen, paarden en schapen, om er maar een paar te noemen.
Voordat Ito en zijn team deze ontdekking deden, waren er voor het transporteren van sperma van het ene laboratorium naar het andere omvangrijke diepvriezers of glazen ampullen vol vloeibare stikstof nodig, wat gepaard ging met talloze risico’s op breuken en schade.
“Tot nu toe was voor het verzenden van muizensperma naar andere onderzoekers een vriesomgeving nodig, zoals vloeibare stikstof of een vriezer”, zegt Ito.
“Niet alleen is de constante toevoer van vloeibare stikstof en elektriciteit die nodig is voor transport duur om te onderhouden, maar als er een wegstoring of stroomuitval is als gevolg van een aardbeving, zal al het sperma smelten en niet meer beschikbaar zijn.”
Vloeibare stikstof kan ook per ongeluk iemand verstikken die met de monsters omgaat.
Maar de postexemplaren produceerden nog steeds gezonde nakomelingen nadat ze drie dagen bij kamertemperatuur waren bewaard, wat een grote stap voorwaarts is. Maar Ito en zijn team ontdekten wel dat het DNA na vijf dagen bij kamertemperatuur niet langer levensvatbaar was, dus er is een tijdslimiet.
Begin vanaf een ansichtkaart groter te denken. Stel je een boek met ruilkaarten voor waarbij elke sleuf perfect is ingevuld. Stel je nu voor dat in plaats van kaarten, elke plastic hoes een ander monster gevriesdroogd muizensperma bevat. Dit zou kunnen helpen bij het creëren van de ultieme bibliotheek met DNA-materiaal, georganiseerd en klaar om in een oogwenk te worden gebruikt.
Deze methode kan leiden tot de bewaring van duizenden monsters van genetisch materiaal van verschillende muismodellen van verschillende menselijke omstandigheden in een enkele kaarthouder, waardoor meer samenwerking tussen laboratoria en een beter behoud van genetische hulpbronnen mogelijk wordt. Dergelijke muismodellen zijn vaak de eerste stap in de ontwikkeling van geneesmiddelen en andere ontdekkingen die te maken hebben met de menselijke gezondheid.
Als we sperma net zo gemakkelijk kunnen opslaan en transporteren als Pokémon-kaarten, zou dit dan de toekomst van menselijke vruchtbaarheid en genetische geneeskunde kunnen bepalen?
“De toepassing van deze technologie zal in de verre toekomst zijn”, zegt Ito. Dus nee – op dit moment is deze methode alleen voor laboratoriumwerk, maar zoals Ito’s collega Wakayama opmerkt, is het potentieel zeker aanwezig.
Vooralsnog wil Ito de vacumeermethode perfectioneren.
“Het is waarschijnlijk dat vocht en zuurstof in deze kleine hoeveelheid lucht een negatief effect hadden op het [gevriesdroogde] sperma tijdens bewaring bij [kamertemperatuur]”, zegt Ito.
“Het is nodig om te overwegen hoe de oxidatie van sperma minder waarschijnlijk is.”
Abstract: Vriesdroogtechnieken maken het behoud van spermatozoa van zoogdieren mogelijk zonder gebruik te maken van vloeibare stikstof. De huidige methode vereist echter het gebruik van glazen ampullen, die breekbaar, duur en omvangrijk zijn om op te slaan of te vervoeren. In deze studie hebben we geëvalueerd of gevriesdroogde (FD) spermatozoa van muizen kunnen worden bewaard en getransporteerd op dunne materialen. In deze studie hebben we aangetoond dat FD-sperma kan worden bewaard in dunne plastic vellen. De DNA-integriteit was vergelijkbaar met die van spermatozoa van glazen ampul en gezonde nakomelingen werden verkregen na bewaring bij -30°C gedurende meer dan 3 maanden. We hebben geconserveerd FD-sperma op ansichtkaarten bevestigd en deze zonder enige bescherming goedkoop bij kamertemperatuur naar andere laboratoria getransporteerd. Deze methode vergemakkelijkt het behoud van duizenden muizenstammen in een enkele kaarthouder,
Deze website bevat info die mogelijks niet geschikt is voor kinderen. U bevestigt minstens 16 jaar te zijn. Deze website gebruikt cookies. U gaat daarmee akkoord.
