بنیاد ملی علم ایران طی فراخوانی از ساخت تراشه ریزسیال جداکننده اسپرم‌های دارای قابلیت باروری جهت استفاده در درمان زوج‌های نابارور بر پایه طراحی ویژه میکروسیال و پوشش دهی اسید هیالورونیک حمایت می‌کند.
به گزارش ایسنا، به نقل از معاونت علمی ریاست جمهوری جمهوری، این فراخوان چهارمین فراخوان از برنامه پژوهشی پژوهشی شرکت‌های دانش‌بنیان است که از طرح‌های پژوهشی که به فناوری‌های روز دنیا می‌پردازد و می‌تواند از دوش صنعتگران کشور بردارد، اجرا شود، حمایت کند.
نرخ بالای ناباروری در زوج‌های ایرانی که با میزان حدود ۲۰.۳ درصد (چهار میلیون زوج نابارور در کشور) است که بالاتر از نرخ جهانی است، نیاز به تعیین راهکارهایی برای رفع این مشکلات را دوچندان کرده است. پیش‌بینی می‌شود که سالانه حدود ۸۸ هزار زوج نیز به آمار ناباروری اضافه شود. گزارش این آمار، نقش و عوامل مردانه بیشتر را شامل می‌شود. روش‌های معمول برای جداسازی اسپرم زمان‌بر بوده و کارآمدی پایینی دارند.
سیستم‌های میکروفلوئیدیک به دلیل ویژگی‌هایی است که سلول اسپرم در میکروکانال‌ها از خود نشان می‌دهند، می‌توانند برای جداسازی اسپرم، مناسب باشند. این ویژگی‌های اسپرم در میکروکانال‌ها باعث شده تا اسپرم با سیستم‌های میکروفلودیک بسیار شبیه به شرایط درون‌تنی انتخاب شود. هدف از این فراخوان، طراحی و تولید کیت جداسازی اسپرم با استفاده از سیستم میکروفلوئیدیک و پوشش دهی اسید هیالورونیک روی آن است. روشی قابل رقابت و ارزان‌قیمت برای ارتقای کیفی جداسازی اسپرم است که باعث می‌شود مراکز درمانی ناباروری را افزایش دهند تا با خرید این محصول، این نوع محصول را افزایش دهیم که در نتیجه منجر به کارآمدی بیشتر در زوج‌های نابارور خواهد شد.
در حال حاضر، درصد قابل توجهی از زوج‌های متعددی که به دنبال والد شدن هستند، به‌دلیل مشکلات کیفی شدید از مشکل ناباروری رنج میبرند. انتخاب اسپرم سالم بدون ایجاد اختلال در DNA در بیماران دارای مشکل ناباروری مردان از اهمیت زیادی در موفقیت لقاح حاصله است.
در سالهای اخیر ظهور فناوری تراشه ریزسیالی با توجه به امکان افزایش کارایی و نیاز به کاهش میزان نمونه، امیدهای فراوان را جهت رفع مشکلات یاد شده فراروی پژوهشگران و درمانگران حیطه ناباروری قرار داده است.
از این رو، کلینیک‌های ناباروری و شرکت‌های مختلف حوزه ناباروری در دنیا به‌دنبال ساخت و معرفی تراشه‌های ریزسیال کارآمد برای جداسازی اسپرم‌های متحرک و دارای ویژگی‌های مورفولوژی کاملاً طبیعی از نمونه‌های فرآوری نشده هستند تا بدون نیاز به سانتریفیوژ یا حجم بالای نمونه ممکن است تعداد بیشتری از اسپرم‌های بارورکننده داشته باشند. را جدا کرد.
در مطالعات متعدد و پلیت‌های جداسازی اسپرم در دنیا از اسید هیالورونیک برای جداسازی اسپرم استفاده می‌شود و عملکرد این ماده در جداسازی اسپرم ثابت شده است. طرح حاضر در نظر دارد با ترکیب فناوری میکروفلودیک و پوشش دهی آن با هیالورونیک اسید در مسیر رفع مشکلات ناباروری گام بردارد.
در تکنیک‌های درمان ناباروری مربوط به مشکلات اسپرم جهت بارورسازی تخمک، یک تکنیک بهینه، جدا کردن و آماده سازی اسپرم برای دستیابی به نرخ لقاح بالاتر و به دست آوردن جنین با کیفیت بالا است. تا به امروز، متداول‌ترین روش‌های استفاده در کلینیک‌ها، سانتریفیوژ با شیب دانسیته است.
پروسه یافتن و جداسازی اسپرم در بافت انسانی با استفاده از این روش‌های رایج، امری زمان‌بر بوده و جنین شناس را برای شناسایی اسپرم کاهش داده و آن را به لحاظ ذهنی و جسمی ضعیف می‌کند. در مراکز درمانی، متخصصان نمونه‌ها را در مایعات در ظرف‌های سلولی رها می‌کنند و سپس در زیر یک میکروسکوپ، منبع را جستجو می‌کنند و در آن به دنبال اسپرم فعال می‌شوند.
این مسئله می‌تواند حتی شامل نمونه‌ها شود و بیمار، شانس کمتری برای بچه‌دار شدن داشته باشد و هرچقدر این روند را بیشتر بکشد، احتمال زنده ماندن اسپرم نیز کمتر می‌شود. به‌علاوه استفاده از سانتریفیوژ، ممکن است بر کیفیت اسپرم و DNA آن تأثیر بگذارد و حتی پس از لقاح در رشد اولیه جنین، لانه‌گزینی و حفظ باروری اثر معکوس بگذارد. همچنین از پوشش دهی اسید هیالوریک بر روی میکروپلیت‌های مورد استفاده بیشتر در فرآیند جداسازی اما در ارتباط با اسپرم‌های بارور شده است، به‌دلیل نیاز به استفاده از میکروسکوپ و نیروی ماهر، روش‌های متداول استفاده، هنوز از زمان به نسبت زیاد لازم برای جداسازی است. ساختن اسپرم های متحرک و رنج میبرند. از این رو به تولید ابزاری برای شناسایی سریع اسپرم در نمونه‌ها را می‌توان تضمین کرد نه‌تنها شانس یک زوج را برای بچه‌دار شدن بیولوژیک افزایش می‌دهد، در نتیجه باعث کاهش استرس روی اسپرم و افزایش کارایی در آزمایشگاه می‌شود.
با ترکیب کردن فناوری نوظهور تراشه‌های ریزسیال (میکروفلوئیدیک)، استفاده از بافرهای سازگارتر شرایط بدنی برای جداسازی اسپرم و پوشش دهی با میزان پایین‌تر هیالورونیک اسید -که در واقع شبیه‌سازی شرایط طبیعی الهام گرفته و از طبیعی‌سازی لقاح است- تخمک‌ها و اسپرم‌ها را می‌توان در آن استفاده کرد. حتی اسپرم‌های دارای بالاترین را در جریان بافری با دبی بالاتر از دبی جریان اسپرم جداسازی کرده و لقاح را در شرایط سریعتر و بهینه‌تری انجام داده است. با این حال، برای ارزیابی اولیه از تولید تراشه‌ساز، با بهره‌گیری از علم میکروسیال‌ها و شبیه‌سازی سه‌بعدی، نحوه عملکرد تراشه طراحی‌شده با روش غیرفعال، در جداسازی اسپرم‌های متحرک جدا بر پایه دو ویژگی ذاتی رئوتاکسی و نفوذ اسپرم لازم است. شود.
برای این منظور، طراحی اصلی این طرح عبارت است از تراشه اولیه به منظور دارابودن ماشین کارایی و استفاده از ذرات اسپرم متحرک در جریان بافری؛ شبیه سازی سلول های اسپرم متحرک در تراشه های طراحی شده و بهترین آن ها را انتخاب کنید. بهینه سازی طراحی بر پایه نتایج شبیه سازی و ساخت تراشه جداکننده اسپرم؛ پوشش‌دهی و میکرودات کردن کف کانال جداساز اسپرم در تراشه با مشخص کردن دما و شرایط نگهداری دیش حاوی مولکول AH، انجام آزمایش جهت بررسی اسپرم‌های مرتبط با کروماتومورفولوژی و ساختارماتین و بررسی مولکولی HA که انتخاب اسپرم مناسب را دارد.
هدف اصلی انجام این کار، بیوسیمیلار و در عین حال بر پایه فناوری بومی‌سازی، کاهش طرح‌های یادشده با ارائه محصول کاملاً ملی و کاهش قیمت تولید محصول در عین در دسترس بودن برای کلیه مراکز درمانی در طول زمان است. علاوه بر این، با وجود برتری نسبت به روش‌های قبلی، مطالعات بالینی محدود در مورد استفاده از روش انتخاب اسپرم توسط تراشه میکروفلوئیدی و عملکرد آن بر اساس کیفیت جن و میزان لقاح انجام شده است که نیاز به بررسی بیشتر دارد. به‌علاوه اطلاعات کافی در مورد انجام تکنیک‌های آماده‌سازی مایع منی، به‌ویژه به روش ریزسیال (میکروفلوئیدیک)، بر روی کیفیت اسپرم‌های جدا شده است که تحقیق حاضر به بررسی بیان ژن PLCZ1 و TNP1 پرداخته و پاسخ به این سؤال را هم بیابد.
چالش های نیاز فناورانه
طراحی تراشه میکروفلوئیدیک شامل تعداد کانال‌ها؛ طول و قطر کانال‌ها؛ کانال شیب ها؛ جریان شبیه سازی دینامیکی توان جداسازی اسپرم های فعال و بارورساز؛ نحوه کوتینگ لایه HA و بررسی تعداد لایه مورد نیاز؛ ساخت بافر جداکننده و نگهدارنده اسپرم در شرایط کاملاً مشابه بدن.
گامهای تحقیقاتی و الزامات طرح
گامهای تحقیقاتی اصلی طرح پیشنهادی حاضر شامل موارد زیر است:
* بررسی اولیه مدل‌های عرضه شده خارجی: این مرحله، شامل بررسی دقیق ویژگی‌های نمونه‌های خارجی موجود در بازار جهت تولید بیوسیمیلار و ارتقای کیفی در ارزیابی اسپرم و لقاح و کاهش قیمت تولید است.
* آزمایش و ارزیابی شبیه‌سازی رایانه‌های: پیش از ساخت تراشه‌ها، شبیه‌سازی سه‌بعدی رایانه‌های به منظور پیش‌بینی و ارزیابی عملکرد اولیه تراشه‌ها انجام خواهد شد.
* طراحی و ساخت تراشه: نرم افزار اطلاعات به دست آمده، طرح اولیه برای تراشه میکروفلودیک داده شده و با استفاده از فرآیندهای مهندسی معکوس ساخته شده و نوآوری هایی جهت ارتقای کیفی محصول اضافه می شود.
* کانال‌های پوشش‌دهی با اسید هیالورونیک: با توجه به ریزبودن کانال‌های ریزتراشه، است‌آپ پوشش دهی یکنواخت کانال جداسازی از طرح اصلی طرح حاضر خواهد بود.
* آزمایش و ارزیابی تراشه: پس از ساخت تراشه، آزمایش‌های لازم برای ارزیابی عملکرد آن در ارزیابی اسپرم و لقاح انجام می‌شود. این ممکن است شامل نمونه‌های اسپرم واقعی یا مصنوعی باشد.
* بهبود و تکرار: بر اساس دستیابی به آزمایش‌های اولیه در بخش تحقیق و توسعه، تغییرات و بهبودهای لازم در طراحی تراشه اعمال می‌شود. این فرآیند به صورت تکراری ادامه می‌یابد تا یک تراشه ریزسیال کارآمد و قابل اعتماد برای ارزیابی اسپرم و لقاح توسعه باشد.
* طرح امکان تولید صنعتی با قیمت رقابت ارائه شد: با توجه به اینکه یک طرح نهایی نهایی، فرآیند تولید آنبوه تراشه‌ها آغاز می‌شود. این مرحله ممکن است شامل توسعه روش‌های تولید و دستگاه‌های لازم جهت عرضه در سطح صنعتی باشد. دریافت فیدبک کیفی عرضه شده و رفع ایرادات احتمالی از بازار برای تولید محصولات اولیه و رفع ایرادات پیشنهادی می‌شوند. این مرحله، شامل توسعه استراتژی‌های بازاریابی و فروش، ارائه پشتیبانی به مشتریان و دریافت بازخورد برای بهبود محصولات آتی است.
خروجی نهایی طرح، ارائه نمونه اولیه، ثبت اختراع، تولید دانش فنی تراشه ریزسیال جداسازی اسپرم جهت مصارف کلینیکی خواهد بود.
محصول جهت انتخاب اسپرم در تزریق داخل سیتوپلاسمی در افراد ناباروری که به مراکز ناباروری مراجعه می‌کنند و درمان ناباروری آن‌ها با استفاده از روش تزریق داخل سیتوپلاسمی تشخیص داده می‌شود، به کار گرفته می‌شود که در مدت زمان کمتر و با کارایی بالاتر و قیمت پایین‌تر شهرهای جنوبی انجام می‌شود. اسپرم، شاخص تکه‌تکه شدن DNA (DFI)، بیان PLCZ1 و mRNAهای پرورش‌دهنده‌های TNP1 در اسپرم‌های اسپرم‌های انتخاب شده را ارزیابی شده و مناسب‌ترین اسپرم را از نظر شکل، تحرک و ژنتیک جهت بارورسازی زوج‌های نابارور در مراکز ناباروری ارائه می‌دهد.
دستیابی به تکنولوژی روش پوشش دهی مولکول هیالورونیک اسید در ریزکانالهای تراشه های ریزسیال به صورت یکنواخت نیز جهت مصارف تحقیقاتی و مهندسی بافت از سایر خروجی های طرح است. برای اطمینان از پوشش دهی مناسب اسید هیالورونیک بر روی سطح یک تراش و دستیابی به شرایط نگهداری مناسب
* روش‌های فیزیکی: می‌توان از روش‌های مختلف مانند میکروسکوپ الکترونی یا اندازه‌گیری برای بررسی ویژگی‌های سطحی و ضخامت پوشش استفاده کرد.
* روش‌های شیمیایی: روش‌های شیمیایی مانند تجزیه‌وتحلیل فروسرخ یا بررسی رامان می‌توانند اطلاعات مفیدی در ارائه‌دهنده ارائه‌دهنده مواد شیمیایی داشته باشند.
* آزمون‌های عملکردی اتصال به اسپرم: آزمون‌های عملکردی مانند آزمون‌های جذب یا آزمون‌های سلولی می‌توانند نشان دهند که به درستی کار می‌کند یا خیر و زمان و بهترین شرایط نگهداری آن چه خواهد بود.
* مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و ارائه در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با هماهنگی و اخذ نظر کارفرما بلامانع است.
* مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب و کار شرکت پیشنهاد، ناشی از معلولیت مالی از توسعه این فناوری، قابلیت اشتراک بین و مجری را با هماهنگی و اخذ نظر موافق کارفرما دارا است. لازم است مدل پیشنهادی در پروپوزال ارسالی ارائه شود.
پذیرش رقابتی است و از بین پروپوزالهای دریافتی، مواردی که شرایط زیر وجود داشته باشد، در اولویت خواهد بود.
* تمامی افراد واجد شرایط به مدت یک ماه از تاریخ انتشار فراخوان یعنی تا ۲۰ دی فرصت دارند پروپوزال خود را از طریق سامانه کایپر برای بنیاد ملی علم ایران ارسال کنند.
* پیشنهاد شده تا سقف 8 درصد، سرمایه دو میلیارد تومان، توسط بنیاد ملی ایران حمایت خواهد شد. بدیهی است که مابقی هزینه‌ها باید توسط شرکت حق بیمه تامین شود.
بر اساس اعلام معاونت علمی ریاست جمهوری، علاقه‌مندان در هر گونه سوال می‌توانند با کارفرمای دانش‌بنیان با ایمیل [email protected] یا شماره تلفن ۰۲۱۸۲۱۶۱۱۲۱ تماس بگیرند.
انتهای پیام