Μια πρωτοποριακή έρευνα έφερε στο φως ότι, όσο ένας άνδρας μεγαλώνει, όχι μόνο αυξάνονται οι επιβλαβείς γενετικές μεταλλάξεις στο σπέρμα του, αλλά αυτές οι μεταλλάξεις ευνοούνται κατά την παραγωγή σπέρματος, αποκτώντας αναπαραγωγικό πλεονέκτημα.

Χάρη σε μια υπερ-ακριβή τεχνική αλληλούχισης DNA (NanoSeq), οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το σπέρμα ανδρών μεγαλύτερης ηλικίας έχει σημαντικά περισσότερες μεταλλάξεις που συνδέονται με σοβαρές παθήσεις, συμπεριλαμβανομένων νευροαναπτυξιακών διαταραχών και καρκίνου.

Το φαινόμενο αυτό, γνωστό ως «εγωιστική επιλογή» (selfish selection), επιτρέπει σε συγκεκριμένες μεταλλάξεις να «ανθίζουν» εντός των όρχεων, αυξάνοντας σταδιακά τον γενετικό κίνδυνο για τους απογόνους. Τα ευρήματα φωτίζουν τον τρόπο με τον οποίο η ηλικία του πατέρα επηρεάζει την κληρονομικότητα, καθώς και τον τρόπο διάδοσης των μεταλλάξεων από γενιά σε γενιά.

Η μελέτη, δημοσιευμένη στο περιοδικό Nature στις 8 Οκτωβρίου, είναι αποτέλεσμα συνεργασίας του Wellcome Sanger Institute και της μελέτης TwinsUK στο King’s College London.

Οι ερευνητές χαρτογράφησαν με ακρίβεια την αύξηση των επιβλαβών μεταλλάξεων DNA στο σπέρμα καθώς οι άνδρες μεγαλώνουν. Στον ανθρώπινο οργανισμό, κατά την ανανέωση των κυττάρων, ορισμένες μεταλλάξεις αποκτούν πλεονέκτημα, δημιουργώντας «κλώνους» κυττάρων που επικρατούν. Σε αντίθεση με τις σωματικές μεταλλάξεις που αφορούν όργανα και ιστούς, οι μεταλλάξεις στο σπέρμα και τα ωάρια μεταβιβάζονται στους απογόνους.

Μέχρι πρόσφατα, η τεχνολογία δεν ήταν αρκετά ακριβής για να μετρηθεί η προτίμηση συγκεκριμένων μεταλλάξεων 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 αυξάνεται στο 3% έως 5% για άνδρες μέσης και μεγαλύτερης ηλικίας. Σε άνδρες ηλικίας 70 ετών, το ποσοστό φτάνει το 4,5%. Η αύξηση αυτή αναδεικνύει τον κίνδυνο που συνδέεται με την πατρότητα σε μεγαλύτερη ηλικία.

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

Οι ερευνητές εντόπισαν 40 γονίδια όπου συγκεκριμένες αλλαγές στο DNA ευνοούνται. Πολλά από αυτά σχετίζονται με σοβαρές νευροαναπτυξιακές διαταραχές και κληρονομικό καρκίνο. Μέχρι σήμερα, είχαν εντοπιστεί μόνο 13 τέτοια γονίδια, αλλά τα νέα δεδομένα υποδεικνύουν ότι το φαινόμενο είναι πολύ πιο διαδεδομένο.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι, παρόλο που αυξάνεται το ποσοστό σπέρματος με επιβλαβείς μεταλλάξεις, αυτό δεν σημαίνει ότι όλες οδηγούν σε επιτυχή γονιμοποίηση ή γέννηση. Ορισμένες μεταλλάξεις μπορεί να επηρεάσουν την ανάπτυξη του εμβρύου ή να οδηγήσουν σε αποβολή.

Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να κατανοηθεί πλήρως ο τρόπος με τον οποίο αυτές οι μεταλλάξεις επηρεάζουν την υγεία των παιδιών. Οι επιστήμονες αισιοδοξούν ότι η κατανόηση του τρόπου δημιουργίας και επιλογής των μεταλλάξεων στο σπέρμα θα βελτιώσει την αξιολόγηση κινδύνου στην αναπαραγωγή.

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

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