مروری بر استفاده از نانو میسل‌ها در انجماد اسپرم حیوانات

نوع مقاله : مقاله علمی- ترویجی

نویسندگان

1 استادیار گرایش فیزیولوژی دام و طیور، گروه مهندسی علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، آذربایجان غربی، ایران

2 استاد فیزیولوژی دام و طیور، گروه مهندسی علوم دامی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، البرز، ایران

چکیده

استفاده از فناوری نانو و به ویژه نانوذرات در زیست‌- پزشکی به ویژه در دارورسانی در دهه‌های اخیر به سرعت افزایش یافته است. نانوذرات پتانسیل زیادی در زمینه‌های مختلف، از جمله انجماد اسپرم دارند. این مطالعه به بررسی استفاده از نانو میسل‌ها در انجماد اسپرم حیوانات می‌پردازد. انجماد اسپرم به طور گسترده‌ای جهت ذخیره اسپرم به مدت طولانی استفاده می‌شود که در امر تلقیح مصنوعی و تهیه بانک‌های ژنتیکی از آن استفاده می‌شود. فرایند انجماد و ذوب باعث ایجاد استرس‌های متعددی از جمله تنش سرمایی به اسپرم می‌شود. این آسیب‌ها شامل آسیب به غشای سلول، به هم خوردن تعادل آنتی اکسیدانی، زنده مانی و تحرک اسپرم می‌شود و در نتیجه کیفیت اسپرم را کاهش می‌دهد. طی دهه‌های اخیر استفاده از رقیق‌کننده‌های مختلف از جمله منابع حیوانی مانند زردة تخم‌مرغ و منابع گیاهی از جمله لسیتین سویا مرسوم بوده است. امّا اخیراً استفاده از نانومیسل‌ها پتانسیل زیادی برای بهبود انجماد اسپرم در حیوانات مزرعه، از جمله اسپرم بز، گاو، خروس و بوقلمون نشان داده است. نتایج تحقیقات مختلف نشان داده است که نانومیسل در اندازة ذرات 100 نانومتر و کمتر اثرات خوبی بر حفظ کیفیت و باروری آن طی فرایند انجماد و ذوب می‌گذارند. در این مطالعه، پیشرفت‌های حاصل از استفاده از نانومیسل‌ها در ذخیره‌سازی و انجماد و باروری اسپرم بررسی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

A review on using nanomicelles in freezing animal sperm

نویسندگان [English]

  • Touba Nadri 1
  • Armin Towhidi 2
1 Assistant Professor of Animal and Poultry Physiology, Department of Animal Science, Faculty of Agriculture at the Urmia University, Urmia, West Azerbaijan, Iran
2 Professor of Animal and Poultry Physiology, Department of Animal Science, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Alborz, Iran
چکیده [English]

The use of nanotechnology, and especially nanoparticles (NPs), in biomedicine, especially in drug delivery, has increased rapidly in recent decades. Nanoparticles have great potential in various fields, including sperm cryopreservation. This study investigates the use of nanomicelles in animal sperm cryopreservation. Sperm cryopreservation is widely used for long-term sperm storage, which is used in artificial insemination and genetic bank preparation. The freezing and thawing process causes several stresses, including cold shock, to sperm. These damages include damage to the cell membrane, disruption of the sperm antioxidant balance, its viability and motility, and consequently reduce sperm quality. In recent decades, the use of various diluents, including animal sources such as egg yolk and plant sources such as soy lecithin, has been common. However, recently, the use of nanomicelles has shown great potential for improving sperm freezing in farm animals, including goat, cow, rooster and turkey sperm. The results of various studies have shown that nanomicelles with particle sizes of 100 nm and less have good effects on maintaining its quality and fertility during the freezing and thawing process. In this study, the advances made by the use of nanomicelles in sperm storage and fertility are reviewed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Micelles
  • Nanoparticles
  • Nanotechnology
  • Sperm freezing

مراجع

رضائی، ز. زین الدینی، س. باغ‌شاهی، ح. حجت. توحیدی، آرمین. فرجی. (2021)."اثر افزودن پیریدوکسین به رقیق کننده بر پایه لسیتین سویا بر پارامترهای کیفی مایع منی بز پس از فرآیند انجماد-یخ زدایی". مجله تحقیقات دامپزشکی ایران، 22(3)، 234-238.
ندری، ط. الدینی، ز. توحیدی، آ. ریاضی، ق. ژندی،م. و شرفی، م.(2020). "اثر افزودن گلوتاتیون احیا به رقیق کننده بر پایه نانوذره لسیتین بر انجمادپذیری اسپرم گاو". تولیدات دامی، 22(3)، 471-477.
Agarwal, A., Virk, G., Ong, C., and Du Plessis, S. S. (2014). "Effect of oxidative stress on male reproduction." The World Journal of Men's Health, 32(1), 1-17.
Bahmyari, R., Zare, M., Sharma, R., Agarwal, A., and Halvaei, I. (2020). "The efficacy of antioxidants in sperm parameters and production of reactive oxygen species levels during the freeze‐thaw process: A systematic review and meta‐analysis." Andrologia, 52(3), e13514.
Bansal, A. K., and Bilaspuri, G. (2011). "Impacts of oxidative stress and antioxidants on semen functions." Veterinary Medicine International, 2011(1), 686137.
Estudillo, E., Jiménez, A., Bustamante-Nieves, P. E., Palacios-Reyes, C., Velasco, I., and López-Ornelas, A. (2021). "Cryopreservation of gametes and embryos and their molecular changes." International Journal of Molecular Sciences, 22(19), 10864.
Gangadharappa, B. S., Dammalli, M., Rajashekarappa, S., Pandurangappa, K., and Siddaiah, G. B. (2017). "Reverse micelles as a bioseparation tool for enzymes." Proteins Proteomics, 8(2), 105-120.
Gupta, V. K. N., Mehra, A., and Thaokar, R. (2012). "Worm-like micelles as templates: Formation of anisotropic silver halide nanoparticles." Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 393, 73-80.
Hezavehei, M., Sharafi, M., Fathi, R., Shahverdi, A., and Gilani, M. A. S. (2021). "Membrane lipid replacement with nano-micelles in human sperm cryopreservation improves post-thaw function and acrosome protein integrity." Reproductive BioMedicine Online, 43(2), 257-268.
Kaur, M., Guleria, P. and Kumar, V. (2023). "Nanomaterials for Diagnosis and Treatment of Lung Cancer: A Review of Recent Patents." Recent Patents on Anti-Cancer Drug Discovery, 18(2), 114-124.
Lombardo, D., Kiselev, M. A., Magazù, S., and Calandra, P. (2015). "Amphiphiles self‐assembly: basic concepts and future perspectives of supramolecular approaches." Advances in Condensed Matter Physics, 2015(1), 151683.
Lv, C., Wu, G., Hong, Q., and Quan, G. (2019). "Spermatozoa cryopreservation: state of art and future in small ruminants." Biopreservation and Biobanking, 17(2), 171-182.
Mahiddine, F. Y., and Kim, M.-J. (2021). "Overview on the antioxidants, egg yolk alternatives, and mesenchymal stem cells and derivatives used in canine sperm cryopreservation." Animals, 11(7), 1930.
Nadri, T., Towhidi, A., Zeinoaldini, S., Martínez-Pastor, F., Mousavi, M., Noei, R., Tar, M., and Sangcheshmeh, A. M. (2019). "Lecithin nanoparticles enhance the cryosurvival of caprine sperm." Theriogenology, 133, 38-44.
Nadri, T., Towhidi, A., Zeinoaldini, S., Riazi, G., Sharafi, M., Zhandi, M., Kastelic, J., and Gholami, D. (2022). "Supplementation of freezing medium with encapsulated or free glutathione during cryopreservation of bull sperm." Reproduction in Domestic Animals, 57(5), 515-523.
Niżański, W., Partyka, A., and Prochowska, S. (2016). "Evaluation of spermatozoal function—useful tools or just science." Reproduction in Domestic Animals, 51, 37-45.
Ozkavukcu, S., Erdemli, E., Isik, A., Oztuna, D., and Karahuseyinoglu, S. (2008). "Effects of cryopreservation on sperm parameters and ultrastructural morphology of human spermatozoa." Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 25, 403-411.
Park, D.-G., Kim, W.-J., and Yang, S.-M. (2000). "Shear-induced microstructure and rheology of cetylpyridinium chloride/sodium salicylate micellar solutions." Korea-Australia RheologyJournal, 12(3_4), 143-149.
Parks, J. E., and Graham, J. K. (1992). "Effects of cryopreservation procedures on sperm membranes." Theriogenology, 38(2), 209-222.
Rozati, H., Handley, T., and Jayasena, C. (2017). "Process and pitfalls of sperm cryopreservation." Journal of Clinical Medicine, 6(9), 89.
علمی- ترویجی (حرفه‌ای) دامِستیک
دوره 25، شماره 3 - شماره پیاپی 34
در حال تکمیل شدن
آذر 1404
صفحه 24-28

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار