Espermatozoides magnéticos guiados por ímãs podem mudar a fertilidade

Espermatozoides agora podem ser direcionados por ímãs sem deixar de nadar por conta própria. Minúsculas esferas magnéticas presas à cabeça de cada célula permitem que pesquisadores conduzam o espermatozoide na direção de um óvulo, enquanto a cauda continua livre para fornecer a propulsão.

Para casais com dificuldade de engravidar, isso pode abrir caminho para um tipo menos invasivo de tratamento de fertilidade. A aposta é que, no futuro, seja possível guiar espermatozoides dentro do corpo, diminuindo a necessidade de colocar espermatozoides e óvulos juntos em uma placa de laboratório.

Hoje, em clínicas de fertilidade, esse “encontro” é feito artificialmente. Espermatozoides que talvez nunca chegassem até um óvulo são posicionados bem ao lado dele em uma placa. Algo em torno de 2,5 cm (alguns centímetros) de plástico substitui um trajeto que, dentro do corpo, derrota quase todas as células.

O novo estudo propõe outro caminho: devolver o espermatozoide ao ambiente corporal e deixar que um ímã faça o direcionamento.

Construindo espermatozoides magnéticos

A proposta vem de um grupo liderado pela Dra. Mariana Medina-Sánchez, do CIC nanoGUNE, um centro de nanociência na Espanha. Há anos, a equipe desenvolve microrrobôs - dispositivos microscópicos pensados para executar tarefas dentro de organismos vivos.

A criação mais recente é o espermatozoide magnético: a cabeça recebe uma “carga” de esferas, enquanto a cauda não é bloqueada, permitindo que a célula continue nadando com a própria força.

Por muito tempo, o gargalo foi obter amostras limpas. Uma nova etapa de triagem passou a gerar lotes quase totalmente puros e cerca de dez vezes maiores do que antes - material suficiente para, de fato, realizar experimentos.

Esferas que protegem as células

Fixar esferas estranhas em uma célula viva poderia facilmente causar danos. Por isso, a equipe comparou espermatozoides marcados e não marcados lado a lado, com avaliações de saúde feitas logo após a marcação e repetidas duas horas depois.

O melhor cenário esperado era simplesmente não haver prejuízo. O DNA permaneceu íntegro. A capa protetora que ajuda o espermatozoide a penetrar no óvulo também se manteve tão bem quanto nos espermatozoides sem marcação.

A surpresa apareceu na fonte de energia das células. Entre os espermatozoides não marcados, a fração com mitocôndrias saudáveis - as estruturas que geram energia - caiu aproximadamente pela metade ao longo de duas horas. Já entre os espermatozoides magnéticos, essa proporção quase não mudou.

O estresse oxidativo - danos causados por moléculas instáveis e reativas, capazes de comprometer a motilidade e o DNA - quase dobrou nas células não marcadas, enquanto permaneceu estável nas marcadas.

Ainda não está definido por que as esferas parecem proteger as células. Uma hipótese é que se forme um revestimento de proteínas em torno de cada esfera, funcionando como uma espécie de escudo. A relação entre estresse oxidativo e falhas do espermatozoide é bem documentada.

Embriões que se desenvolvem

O teste decisivo era saber se essas células continuavam capazes de formar um embrião. Usando óvulos e espermatozoides de bovinos, a equipe realizou ciclos completos de FIV, o procedimento em laboratório que une óvulo e espermatozoide fora do corpo. Foi a primeira vez que a FIV foi tentada com espermatozoides marcados com ímã.

Os óvulos fertilizados se dividiram e evoluíram para blastocistos - esferas com cerca de cem células, sinal de um embrião saudável em fase inicial. Os espermatozoides com marcação magnética produziram blastocistos em aproximadamente a mesma taxa que espermatozoides comuns na mesma concentração. Mesmo a FIV padrão frequentemente falha.

Uma segunda comparação trouxe um indício ainda mais forte. A amostra marcada ainda continha algumas dezenas de espermatozoides “perdidos”, sem esferas. Então o grupo testou um lote com apenas essa quantidade, e ele não gerou nenhum embrião. Isso indicou que foram as células magnéticas que realizaram a fertilização.

Direcionando com ímãs

Marcar o espermatozoide é apenas metade do objetivo; a outra metade é conduzi-lo. A equipe montou um sistema que acompanha as células ao microscópio, seleciona uma delas e ajusta um campo magnético para empurrá-la na direção desejada.

Com a orientação ativada, quase dobrou o número de espermatozoides que alcançaram uma pequena zona-alvo, em comparação com deixá-los vagar livremente. Em um dos testes, cinco células diferentes foram guiadas, uma após a outra, até a borda de um único óvulo.

Para lidar com quantidades maiores, os pesquisadores reuniram muitas células marcadas em aglomerados compactos usando um campo magnético giratório. Eles deslocaram o “enxame” inteiro e, quando quiseram, o deixaram se dispersar. Manter esse agrupamento é difícil, porque as células continuam nadando contra a força que tenta mantê-las juntas.

Guiar espermatozoides dentro do corpo

O objetivo mais ambicioso vai além da placa de laboratório. A equipe espera, no futuro, liberar espermatozoides marcados dentro do corpo e guiá-los até a trompa de Falópio - onde a fertilização ocorre naturalmente - e então recuar para que o restante aconteça sozinho.

Desse modo, a concepção ocorreria no seu ambiente natural, e não em uma placa. Isso poderia tornar o tratamento menos invasivo para mulheres cujos parceiros têm baixa contagem de espermatozoides. A abordagem também pode ajudar na reprodução de espécies ameaçadas que resistem à fertilização em laboratório.

Ainda existe um obstáculo. Normalmente, espermatozoides se prendem pela cabeça ao revestimento dessa trompa por dias antes da fertilização - um comportamento descrito em um estudo.

As esferas na cabeça poderiam atrapalhar essa aderência. Porém, imagens iniciais sugerem que os cílios ao redor - pequenas estruturas semelhantes a pelos - ainda alcançam a cabeça do espermatozoide mesmo com as esferas presentes.

O que vem a seguir

Uma coisa ficou clara agora, e antes não estava: espermatozoides carregando esferas magnéticas conseguem fertilizar um óvulo que se desenvolve até um embrião saudável em fase inicial, e também podem ser direcionados até um alvo durante o processo.

O trabalho, no entanto, ainda é inicial. Ele usou bovinos em vez de humanos, teve apenas algumas repetições completas e parou na fase embrionária, mantendo em aberto questões sobre gestação e genética.

Mesmo assim, o próximo passo é concreto. Os pesquisadores agora dispõem de um método funcional para produzir espermatozoides magnéticos em quantidades úteis e guiá-los quando necessário. Isso transforma a ideia de conduzir a concepção dentro do corpo de um esboço em algo que já pode começar a ser testado.

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