生殖医療技術は目覚ましい進歩を遂げていますが、世界保健機関（WHO）の推計によると、世界中で4,800万組のカップルと1億8,600万人の個人が不妊に悩まされています。
妊娠に至るまでの道のりは、精神的にも身体的にも激しい起伏を伴うものであり、ストレスや苛立ちを感じることも多く、時には努力が実らず、胸が張り裂けるような思いをすることもあります。
一般的に、不妊症の約30%は精子の運動率の低さ、つまり精子が女性の生殖器内を泳いで進めないことに起因しています。
しかし、新たな研究により、精子に高周波超音波を照射することで、その遊泳能力を高められることが明らかになりました。
この画期的な成果は、生殖医療という複雑なパズルにおける重要なピースの一つであり、これまで妊娠に至らなかった人々に新たな希望をもたらすものです。
「この手法は、自然妊娠における受胎率を向上させるか、あるいは生殖補助医療において身体的負担の大きい処置を回避可能にすることで、不妊に悩むカップルの負担を軽減するでしょう」と、レザ・ノスラティ博士は述べています。
学術誌『Advanced Science』に掲載された論文において、モナシュ大学機械・航空宇宙工学科のノスラティ博士と、同僚のエイドリアン・ニールド教授、博士課程の学生であるジュンヤン・ガイ氏は、これまでの研究をさらに発展させ、音響を利用したメカノセラピー（力学的刺激による治療法）を用いることで、単一細胞レベルでの精子の遊泳能力を向上させられることを実証しました。
超音波が代謝活性を促進
健康な精子は、尾部を激しく動かすことで生殖器内を泳ぎ進みます。一方、運動性の低い精子は、動きが弱々しかったり、全く動かなかったりすることがあります。
「高周波の音波をわずか20秒間照射するだけで、精子のDNAの完全性に悪影響を及ぼすことなく、サンプル中の運動性精子の数と遊泳速度がいずれも最大30%増加し、湾曲した卵管内を泳ぎ進む能力が高まることが分かりました」とノスラティ博士は述べています。
現在、精子の生存能力を確認したり遊泳速度を高めたりするために、精子に「けいれん様」の運動を誘発する既知の方法は、ペントキシフィリンという化学物質を用いる侵襲的な処置以外にはありません。しかし、この方法で処理された細胞はすぐに死滅してしまいます。
これまでに判明しているのは、高周波超音波が精子の代謝活性を高めることで、その運動性を向上させるという点です。
精子の運動は、精子の鞭毛（べんもう）の拍動によって生み出されます。運動性の向上は、エネルギー産生率の上昇や、鞭毛によるエネルギー利用の効率化と関連しています。
ATP（アデノシン三リン酸）の加水分解というメカニズムによってエネルギーが放出され、そのエネルギーが鞭毛に沿ってダイニン分子モーターを駆動させ、鞭毛の波形を形成します。したがって、エネルギー産生率の変化は、精子の運動性に影響を及ぼし得るのです。
「わずか5秒から50秒間超音波を照射するだけで、精子の運動性が著しく向上するという素晴らしい結果が得られています」とノスラティ博士は述べています。
「短時間で高い効果が得られるため、既存の臨床現場や業務フローに、大きな支障をきたすことなく容易に組み込むことが可能です。
体外受精（IVF）の過程で採取された精子サンプルにこの処理を施すことができますし、現在、不妊治療クリニックで使用するためのポータブル装置も開発中です」
ノスラティ博士は、これが実用的かつ比較的簡便な精子処理法であると語り、将来的な展望として、クリニックに常備できるキットのような形を想定しています。つまり、臨床医が精子を選別する前に、この処理を一つの追加ステップとして行うだけで済むような仕組みです。
欠陥のある精子の考慮
研究において考慮された要因の一つは、運動性が低いために自然な状態では受精に至らないような、欠陥のある精子が混入するリスクです。
ノスラティ博士は、生殖における本来の障壁を回避するあらゆる人工授精法と同様に、この手法でも、運動性の欠如により本来なら排除されるはずの精子が受精プロセスに含まれる可能性があり、その結果、欠陥のある遺伝的形質が次世代に受け継がれるのを助長しかねないと指摘しています。
したがって、今後は、超音波処理を施した精子サンプルを用いることで体外受精（IVF）の受精率を向上させられるかどうかの研究や、そうした精子で受精した胚に対する遺伝子検査を行うことが求められます。
「その一方で、重度の男性不妊症、特に精巣から外科的に採取されたサンプルを用いるようなケースにおいては、この手法を使って生存精子を見つけ出すことは、現在の治療法に大きな価値をもたらす可能性があります」と博士は述べています。
この技術はすでに特許を取得しており、今後は大規模な臨床試験の実施と、実用化・製品化に向けた取り組みが進められる予定です。
モナシュ大学の研究チームは、この技術の開発をさらに進めるため、オーストラリア国内の主要な不妊治療クリニックとの提携を目指しています。
「この画期的な技術は、重度の男性不妊症を抱え、これまではドナー精子の利用や養子縁組といった選択肢しか残されていなかったようなカップルにとっても、生殖補助医療の成果を向上させる新たな治療の道を切り開くものとなり得ます」とノスラティ博士は語っています。
詳しくはこちら
https://lens.monash.edu/sperm-breakthrough-offers-new-fertility-hope/
