Учёные из России предложили инновационный способ выявления мужского бесплодия с повышенной точностью, способный обнаруживать нарушения, невидимые при обычном исследовании спермы. Этот подход не только помогает диагностировать проблему, но и раскрывает её коренные причины. В основе метода лежит рамановская спектроскопия — анализ вещества с помощью лазерного луча. Специалисты зафиксировали различия в химической структуре здоровых и патологических образцов. По мнению исследователей, полученные данные позволят усовершенствовать диагностику и разработать новые терапевтические стратегии. Однако для широкого применения технологии требуется более доступное оборудование.

Современные подходы к выявлению бесплодия

Согласно информации ВОЗ, около 15% пар репродуктивного возраста сталкиваются с проблемой зачатия, причём в 50% случаев виной оказывается мужское бесплодие. В поисках решения этой проблемы специалисты из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН и НМИЦ акушерства, гинекологии и перинатологии имени В.И. Кулакова создали новый высокочувствительный метод диагностики.

Как пояснили авторы разработки, метод основан на использовании лазерных технологий при изучении спермы, в частности — рамановской спектроскопии. Этот способ позволяет с помощью лазерного излучения исследовать молекулярную структуру вещества и определять его состав.

— Семенная жидкость, составляющая основную часть эякулята, представляет собой сложную смесь секретов различных желез, включая предстательную, семенные пузырьки и придатки яичек. Последние исследования подтверждают её ключевую роль в регуляции функций сперматозоидов и мужской фертильности, — объяснила Елена Римская, научный сотрудник Лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН.

Она добавила, что семенная жидкость поддерживает жизнеспособность сперматозоидов, защищает их от внешних воздействий и содержит важные биомаркеры фертильности.

Стандартная диагностика мужского бесплодия включает сбор анамнеза, гормональные тесты и спермограмму, которая оценивает объём эякулята, концентрацию, подвижность и морфологию сперматозоидов. Однако эти методы не выявляют молекулярные аномалии, лежащие в основе патологии.

— Существует потребность в более точных диагностических инструментах. Рамановская спектроскопия позволяет обнаруживать даже минимальные отклонения в составе, которые ускользают при традиционных исследованиях, — отметила Римская.

Анализ молекулярного состава спермы

Метод основан на том, что при отражении лазерного луча от материала частота колебаний световых частиц изменяется, причём эти изменения индивидуальны для каждого вещества, как уникальный узор, пояснила учёный. Это позволяет точно определять химический состав образца.

По её словам, рамановская спектроскопия не повреждает материал, поэтому активно используется в медицине, химии и криминалистике. В данном исследовании она помогла выявить тонкие различия между нормальными и патологическими образцами.

— Мы выделили три основных компонента спермы: тирозин, гексагидрат фосфата спермина и белковую фракцию. Анализ 70 образцов показал, что спектры здоровых и аномальных проб существенно различаются, что позволило классифицировать их с точностью 95%, — сообщила исследователь.

Фото: пресс-служба ФИАН им. П. Н. Лебедева

Результаты подтверждают, что метод может стать эффективным инструментом диагностики, позволяя многократно анализировать образцы и отслеживать динамику лечения, что важно для персонализированной медицины.

— Преимущество метода — в его быстроте и отсутствии сложной подготовки проб. В отличие от традиционных анализов, здесь достаточно направить лазер на образец, чтобы получить полную биохимическую картину, — отметил Иван Братченко, профессор Самарского университета.

Однако, по его словам, для массового внедрения требуется доступное оборудование и алгоритмы для обработки спектральных данных.

Рамановская спектроскопия, известная с 1928 года, широко применяется в разных сферах — от минералогии до материаловедения. В биомедицине её используют, например, для изучения раковых клеток и биологических жидкостей.

— Впервые продемонстрирована чёткая связь молекулярного состава семенной плазмы с качеством спермы по стандартам ВОЗ. Ранее этот метод применяли к сперматозоидам или тканям, но не в таком масштабе, — подчеркнул Альберт Ризванов, руководитель Центра персонифицированной медицины КФУ.

Он отметил высокую точность и воспроизводимость метода, но указал на ограничения: дорогостоящее оборудование, сложность анализа данных и необходимость обучения специалистов.