Análisis de los mecanismos moleculares responsables de la reacción acrosómica en el espermatozoide humano mediados por zp3 y su implicación en la calidad espermática
- Autores: Maria Teresa ZOMEÑO ABELLAN
- Directores de la Tesis: Miguel Ángel Ramírez de Paz (dir. tes.), Manuel Avilés Sánchez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Murcia ( España ) en 2012
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Salvador Ruiz López (presid.), María Jiménez-Movilla (secret.), Linda Lefievre (voc.), Maria José Gómez (voc.), Nicolás Garrido Puchalt (voc.)
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
La fecundación es un proceso celular único y preciso entre dos células haploides altamente diferenciadas, espermatozoide y ovocito, dando como resultado la creación de un individuo genéticamente único. Para entender la fecundación, es imperativo entender las bases moleculares del reconocimiento entre el espermatozoide y la zona pelúcida (ZP) del ovocito. La ZP es una matriz extracelular glicoproteíca que rodea a los ovocitos de mamíferos. Esta matriz extracelular está involucrada en el reconocimiento y unión especie específico del espermatozoide, en la inducción de la exocitosis acrosomal, en el bloqueo de la polispermia y en la protección del embrión durante su tránsito por el oviducto.
En la especie humana se ha determinado que esta matriz está compuesta por cuatro glicoproteínas llamadas ZP1, ZP2, ZP3 y ZP4. ZP3 ha sido considerada clásicamente, tanto en la especie humana como murina, como el receptor primario del espermatozoide e inductor de la reacción acrosómica, aunque recientemente se ha determinado que también ZP4 y ZP1 pueden cumplir estas funciones en la especie humana.
En la presente tesis doctoral determinamos los mecanismos moleculares implicados en el reconocimiento entre gametos humanos, más específicamente entre ZP3 y los espermatozoides capacitados. Mediante la expresión de ZP3 recombinante humana en diferentes líneas celulares de Ovario de Hámster Chino (CHO) con las vías de la glicosilación alterada, determinamos que para el reconocimiento entre gametos e inducción de la reacción acrosómica es indispensable la correcta O-glicosilación de esta proteína recombinante.
Por otro lado, mediante experimentos de mutagénesis dirigida sobre los dominios N-terminal y C-terminal de ZP3 humana, sustituyendo estas regiones por sus homólogas murinas. Determinamos que ambas regiones estaban implicadas en el reconocimiento especie-específico tanto en gametos humanos como murinos. Dando lugar a proteínas quiméricas capaces de eludir las barreras de la especie-especificidad.
Además, también se determinó la cinética de la reacción acrosómica humana espontánea e inducida mediante diferentes compuestos (Ionóforo de cálcio, progesterona y ZP3) y su relación con la vitalidad espermática. Dando como resultado que la reacción acrosómica espontánea se mantiene constante entre las 0 y 4 horas de incubación, y está íntimamente relacionada con la muerte celular. Mientras que el tratamiento con ionóforo de calcio y progesterona inducen la reacción acrosómica en el espermatozoide humano, observando su máximo incremento tras un periodo de incubación de 30 min, que no se ve aumentado con el incremento del tiempo de incubación hasta 4 horas. Además, la inducción de la reacción acrosómica mediante estos compuestos produce la muerte celular. Sin embargo, el tratamiento con rhZP3 induce la reacción acrosómica en el espermatozoide humano. Tiene lugar en los segundos 30 min de incubación con la proteína recombinante, presentando su efecto máximo, y se mantiene constante hasta las 4 horas de incubación. Además, esta estimulación de la exocitosis acrosomal no compromete la vitalidad espermática.
Finalmente, se realizó un estudio clínico en pacientes de la clínica IVI-Murcia sometidos a la técnica de Reproducción Asistida de Inseminación Artificial. Nuestros resultados determinaron que el valor de la reacción acrosómica espontánea y la inducida mediante ionóforo y progesterona, no poseían ningún valor predictivo de embarazo clínico. Sin embargo, el valor de la reacción acrosómica mediada por rhZP3 si fue un valor predictivo de embarazo en esta técnica de reproducción. Además, la capacidad de producir este material in vitro, aboliría el problema de la escasez de muestras de ZP nativa humana disponibles, por lo que este ensayo podría utilizarse de manera rutinaria en las clínicas de fertilidad con el fin de predecir la capacidad fecundante de una población espermática, lo que sería de gran ayuda para elegir la técnica de reproducción más adecuada para cada pareja, proporcionando una mayor eficiencia en la clínica de reproducción asistida y reduciendo los costes económicos y emocionales para los pacientes.
