Notícia

Fertilidade: fórmula matemática mostra a chave do sucesso na fertilização

Fonte

Universidade de Oxford

Data

domingo, 26 março 2017 12:40

Áreas

Modelagem Matemática. Biomodelos. Biologia. Ginecologia.

Pesquisadores das Universidades de York (Canadá), Birmingham, Oxford (Reino Unido) e Kyoto (Japão), desenvolveram uma fórmula matemática que facilita a compreensão e previsão de como os espermatozoides realizam a jornada para fertilizar um óvulo.

Este conhecimento vai ajudar os cientistas a avaliar por que alguns espermatozoides são bem-sucedidos na fertilização e outros não, potencialmente ajudando a tratar a infertilidade masculina.

Durante a relação sexual, mais de 50 milhões de espermatozoides ficam disponíveis para fertilizar um óvulo, mas apenas 10 chegam ao destino final, antes que um único espermatozoide fecunde o óvulo. A viagem envolvida é complexa e pouco conhecida, e seu conhecimento pode ser fundamental para melhorar o tratamento da infertilidade.

As descobertas, recentemente publicadas na revista Physical Review Letters, mostraram que a cauda de um espermatozoide cria um ritmo característico que o empurra a frente, mas que também puxa a cabeça para trás e para os lados de forma coordenada. A equipe de pesquisadores agora pretende usar essa pesquisa para entender como grupos maiores de espermatozoides se comportam e interagem, uma tarefa que seria impossível usando técnicas observacionais.

Analisando esses movimentos, os pesquisadores perceberam que um espermatozoide move o fluido de forma coordenada e rítmica, que pode ser capturada para formar uma fórmula matemática, ou modelo matemático, relativamente simples. Usar esta fórmula na medicina prática poderia significar que as complexas e dispendiosas simulações computacionais atualmente utilizadas no rastreamento da infertilidade não seriam mais necessárias.

O Dr. Hermes Gadêlha, do Departamento de Matemática da Universidade de York, explica: “As simulações numéricas são usadas para identificar o fluxo ao redor do esperma, mas como as estruturas do fluido são tão complexas, os dados são particularmente desafiadores para entender e usar. Cerca de 55 milhões de espermatozoides são encontrados em uma determinada amostra, portanto, é compreensivelmente muito difícil modelar como eles se movem simultaneamente. Queríamos criar uma fórmula matemática que simplificasse o modo como abordamos este problema e facilitasse a previsão de como um grande número de espermatozoides “nadam”. Isso nos ajudaria a entender por que alguns espermatozoides têm sucesso e outros falham”.

A pesquisa demonstrou que o espermatozoide tem que fazer múltiplos movimentos contraditórios, como retroceder, para impulsioná-lo em direção ao óvulo.

A viagem para a fertilização não é fácil, diz o Dr. Gadelha: “Toda vez que alguém me diz que eles estão tendo um bebê, eu acho que é um dos maiores milagres – mas ninguém percebe as complexidades envolvidas: o corpo humano tem um sistema muito sofisticado para garantir que as células certas se juntem.

A Dra. Eamonn Gaffney, co-autora e professora associada do Instituto de Matemática da Universidade de Oxford, falou sobre o valor e os usos futuros da pesquisa: “Analisar matematicamente o vídeo em câmera lenta de natação de esperma humano revela uma graciosa coreografia com um surpreendentemente simples e elegante fluxo de fluido ao redor da célula à medida que se move. Isso tornará mais simples o estudo da dinâmica das populações de espermatozoides, o pode ter inúmeras aplicações, como o desenvolvimento de uma compreensão preditiva do controle de esperma em micro-dispositivos prospectivos para o manejo e isolamento de espermatozóides e em tecnologias de reprodução assistida.

Agora que a equipe tem uma fórmula matemática que pode prever o movimento  de um espermatozoide, o próximo passo é usar o modelo para previsões em um maior número de células. A equipe também acredita que terá implicações ema inovações no tratamento da infertilidade.

Acesse o resumo do artigo científico publicado na revista Physical Review Letters (em inglês).

Assista ao vídeo sobre o processo de fertilização (em inglês):

 

Fonte: Universidade de Oxford. Imagem: Divulgação.

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