Πρωτοποριακή έρευνα αποκάλυψε ότι όσο μεγαλώνει ένας άνδρας, όχι μόνο αυξάνονται οι βλαβερές γενετικές μεταλλάξεις στο σπέρμα του, αλλά και ευνοούνται κατά την παραγωγή σπέρματος, αποκτώντας αναπαραγωγικό πλεονέκτημα.

Χάρη σε υπερ-ακριβή τεχνική αλληλούχισης DNA (NanoSeq), οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το σπέρμα μεγαλύτερων σε ηλικία ανδρών έχει πολύ περισσότερες μεταλλάξεις που σχετίζονται με σοβαρές παθήσεις, όπως νευροαναπτυξιακές διαταραχές και καρκίνο.

Αυτό το φαινόμενο, γνωστό ως «εγωιστική επιλογή» (selfish selection), επιτρέπει σε συγκεκριμένες μεταλλάξεις να «ανθίζουν» μέσα στους όρχεις, αυξάνοντας σταδιακά με το χρόνο τον γενετικό κίνδυνο για τα παιδιά. Τα ευρήματα ρίχνουν φως στο πώς και στο γιατί η ηλικία του πατέρα επηρεάζει την κληρονομικότητα, αλλά και στον τρόπο που εξαπλώνονται οι μεταλλάξεις από γενιά σε γενιά.

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature στις 8 Οκτωβρίου, προέρχεται από συνεργασία του Wellcome Sanger Institute και της μελέτης TwinsUK στο King’s College London.

Τι έδειξε η έρευνα για τις μεταλλάξεις στο σπέρμα

Οι ερευνητές χαρτογράφησαν με ακρίβεια πώς αυξάνονται οι επιβλαβείς μεταλλάξεις DNA στο σπέρμα όσο οι άνδρες μεγαλώνουν. Στον ανθρώπινο οργανισμό, καθώς τα κύτταρα ανανεώνονται, κάποιες μεταλλάξεις αποκτούν πλεονέκτημα, δημιουργώντας «κλώνους» κυττάρων που επικρατούν. Αντίθετα με τις σωματικές μεταλλάξεις που αφορούν όργανα και ιστούς, οι μεταλλάξεις στο σπέρμα και τα ωάρια μεταβιβάζονται στους απογόνους.

Μέχρι πρόσφατα, δεν υπήρχε αρκετά ακριβής τεχνολογία για να μετρηθεί πόσο ευνοούνται συγκεκριμένες μεταλλάξεις κατά την παραγωγή σπέρματος. Το Wellcome Sanger Institute ανέπτυξε τη μέθοδο NanoSeq, μια μέθοδο αλληλούχισης DNA, η οποία επιτρέπει την εξαιρετικά ακριβή ανίχνευση σωματικών μεταλλάξεων σε επίπεδο μεμονωμένου μορίου DNA.

Με αυτόν τον τρόπο οι επιστήμονες ανέλυσαν δείγματα σπέρματος από 81 υγιείς άνδρες, ηλικίας 24 έως 75 ετών, με πρωτοφανή ακρίβεια. Τα αποτελέσματα ήταν αποκαλυπτικά: περίπου το 2% του σπέρματος ανδρών στις αρχές των 30 φέρει μεταλλάξεις που προκαλούν ασθένειες, ποσοστό που ανεβαίνει στο 3% έως 5% για μεσήλικες και ηλικιωμένους άνδρες. Σε άνδρες ηλικίας 70 ετών, το ποσοστό είναι στο 4,5%. Η αύξηση αυτή υπογραμμίζει τον κίνδυνο που συνοδεύει την πατρότητα σε μεγαλύτερη ηλικία.

Όμως ο κίνδυνος αυτός δεν οφείλεται μόνο στη συσσώρευση τυχαίων αλλαγών στο DNA. Υπάρχει και μία πιο ύπουλη μορφή φυσικής επιλογής: κάποιες μεταλλάξεις αποκτούν ανταγωνιστικό πλεονέκτημα, επικρατώντας στην παραγωγή σπέρματος.

Συγκεκριμένα, οι ερευνητές εντόπισαν 40 γονίδια όπου συγκεκριμένες αλλαγές στο DNA ευνοούνται, πολλά από τα οποία σχετίζονται με σοβαρές νευροαναπτυξιακές διαταραχές και κληρονομικό καρκίνο. Μέχρι τώρα, είχαν εντοπιστεί μόνο 13 τέτοια γονίδια, αλλά τα νέα δεδομένα δείχνουν ότι το φαινόμενο είναι πολύ πιο εκτεταμένο.

Στόχος η βελτίωση της αξιολόγησης κινδύνου στην αναπαραγωγή

Αξίζει να σημειωθεί ότι, παρότι αυξάνεται το ποσοστό σπέρματος με επιβλαβείς μεταλλάξεις, αυτό δεν σημαίνει πως όλες οδηγούν σε επιτυχή γονιμοποίηση ή γέννηση. Κάποιες μεταλλάξεις μπορεί να επηρεάσουν την ανάπτυξη του εμβρύου ή να οδηγήσουν σε αποβολή.

Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να κατανοηθεί πλήρως πώς αυτές οι μεταλλάξεις επηρεάζουν την υγεία των παιδιών. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι η κατανόηση του πώς δημιουργούνται και επιλέγονται οι μεταλλάξεις στο σπέρμα θα βελτιώσει την αξιολόγηση κινδύνου στην αναπαραγωγή.

Ο καθηγητής Matt Hurles, διευθυντής του Wellcome Sanger Institute, σημείωσε πως «τα ευρήματά μας αποκαλύπτουν έναν κρυφό γενετικό κίνδυνο που αυξάνεται με την ηλικία του πατέρα. Κάποιες αλλαγές στο DNA όχι μόνο επιβιώνουν, αλλά ευνοούνται μέσα στους όρχεις, αυξάνοντας τον κίνδυνο μετάδοσης σε παιδιά».

«Στην πραγματικότητα», όπως αναφέρει στο Neuroscience News η Dr Raheleh Rahbari, «το ανδρικό αναπαραγωγικό σύστημα είναι ένα δυναμικό περιβάλλον όπου η φυσική επιλογή μπορεί να ευνοεί επιβλαβείς μεταλλάξεις – με συνέπειες για τις επόμενες γενιές».