Berandasehat.id – Jutaan pasangan di seluruh dunia mengalami infertilitas dan separuh kasusnya terjadi pada pria. Untuk 10% pria infertil, produksi sperma sedikit atau tidak ada sama sekali.

Kini, penelitian baru dari Stowers Institute for Medical Research, bekerja sama dengan Wellcome Centre for Cell Biology di University of Edinburgh, mengungkap apa yang mungkin salah dalam proses pembentukan sperma, sehingga mengarah pada teori potensial tentang kemungkinan pengobatan terhadap ketidaksuburan pada pria.

“Penyebab signifikan ketidaksuburan pada pria adalah mereka tidak dapat membuat sperma,” kata peneliti Stowers Scott Hawley, Ph.D. “Jika Anda tahu persis apa yang salah, saat ini ada teknologi yang muncul yang mungkin bisa memberi cara untuk memperbaikinya.”

Penelitian yang diterbitkan pada 20 Oktober 2023, di Science Advances dari Hawley Lab dan Wellcome Center Investigator Owen Davies, Ph.D., dapat membantu menjelaskan mengapa beberapa pria tidak menghasilkan cukup sperma untuk membuahi sel telur.

Pada sebagian besar spesies yang bereproduksi secara seksual, termasuk manusia, struktur protein penting yang menyerupai jembatan seperti kisi perlu dibangun dengan baik untuk menghasilkan sperma dan sel telur. Tim yang dipimpin oleh mantan Postdoctoral Research Associate Katherine Billmyre, Ph.D., menemukan bahwa pada tikus, mengubah satu titik yang sangat spesifik pada jembatan ini memicu jembatan tersebut runtuh, menyebabkan infertilitas dan dengan demikian memberikan wawasan tentang infertilitas manusia pada pria akibat masalah serupa dengan meiosis.

Meiosis merupakan proses pembelahan sel yang menghasilkan sperma dan sel telur, melibatkan beberapa tahap, salah satunya adalah pembentukan struktur protein besar yang disebut kompleks sinaptonemal. Seperti jembatan, kompleks ini menahan pasangan kromosom pada tempatnya sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran genetik yang diperlukan agar kromosom dapat terpisah dengan benar menjadi sperma dan sel telur.

“Penyumbang signifikan terhadap infertilitas adalah cacat pada meiosis,” kata Billmyre. “Untuk memahami bagaimana kromosom terpisah menjadi sel-sel reproduksi dengan benar, kami sangat tertarik pada apa yang terjadi sebelum kompleks sinaptonemal terbentuk di antara mereka.”

Penelitian sebelumnya telah meneliti banyak protein yang menyusun kompleks sinaptonemal, bagaimana mereka berinteraksi satu sama lain, dan telah mengidentifikasi berbagai mutasi yang terkait dengan infertilitas pria. Protein yang diselidiki para peneliti dalam penelitian ini membentuk kisi-kisi jembatan, yang memiliki bagian yang ditemukan pada manusia, tikus, dan sebagian besar vertebrata lain yang menunjukkan bahwa protein tersebut penting untuk perakitan. 

Memodelkan mutasi yang berbeda di wilayah yang berpotensi penting dalam protein manusia memungkinkan tim untuk memprediksi mutasi mana yang mungkin mengganggu fungsi protein.

Para penulis menggunakan teknik pengeditan gen yang tepat untuk membuat mutasi pada salah satu protein kompleks sinaptonemal utama pada tikus, yang memungkinkan para peneliti, untuk pertama kalinya, menguji fungsi daerah kunci protein pada hewan hidup. Hanya satu mutasi, yang diprediksi dari percobaan pemodelan, telah diverifikasi sebagai penyebab infertilitas pada tikus.

“Kita sedang membicarakan tentang operasi yang tepat di sini,” kata Hawley. “Kami fokus pada wilayah kecil dari satu protein dalam struktur raksasa ini yang kami yakini bisa menjadi penyebab infertilitas yang signifikan.”

Tikus telah lama digunakan sebagai model penyakit pada manusia. Dari percobaan pemodelan yang menggunakan urutan protein manusia, serta tingginya konservasi struktur protein di seluruh spesies, molekul yang menyebabkan kemandulan pada tikus kemungkinan besar berfungsi dengan cara yang sama pada manusia.

“Yang sangat menarik bagi saya adalah penelitian kami dapat membantu kita memahami proses mendasar yang diperlukan untuk kehidupan,” kata Billmyre.

Bagi Hawley, penelitian ini merupakan representasi sejati dari keserbagunaan Institut. Laboratorium Hawley biasanya melakukan penelitian pada lalat buah, namun protein yang ditemukan dalam penelitian ini tidak terdapat pada lalat buah dan memerlukan organisme penelitian lain untuk melanjutkannya. Berkat sumber daya dan Pusat Teknologi di Institut, hipotesis infertilitas baru dapat dengan cepat diputar dan diuji pada tikus.

Penulis tambahan studi tersebut termasuk Emily A. Kesler, Dai Tsuchiya, Ph.D., Timothy J. Corbin, Kyle Weaver, Andrea Moran, Zulin Yu, Ph.D., Lane Adams, Kym Delventhal, Michael Durnin, Ph.D., dan Owen Richard Davies, Ph.D. (BS)