Cascadas de señales involucradas en la capacitación de espermatozoides humanos

BATTISTONE MA; DA ROS VG; SALICIONI AM; NAVARRETE F; KRAPF D; VISCONTI PE; CUASNICU PS

Jornada; Oocitos y espermatozoides: nuevas miradas en el estudio de la fecundación; 2013

Sociedad argentina de investigación Clínica

El proceso de capacitación del espermatozoide se caracteriza por un aumento de la fosforilación de proteínas en tirosina (Tyr) mediada por la activación de PKA. Teniendo en cuenta que la información disponible sobre las moléculas implicadas en la cascada de transducción de señales que llevan a dicho aumento en los espermatozoides humanos es limitada, en el presente trabajo estudiamos diferentes vías de señalización intracelulares involucradas en la capacitación del espermatozoide humano y sus posibles cross-talks. En primer lugar, estudiamos la cinética de activación de la vía de cAMP/PKA a lo largo de la capacitación (18 hs), observándose la existencia de eventos que ocurren a tiempos cortos de incubación como es el aumento en la fosforilación en  de los sustratos PKA y el aumento de cAMP (1 min), como así también eventos mas tardíos como la fosforilación en tirosina (6 hs). Asimismo, únicamente luego de 6 hs de incubación, los espermatozoides presentan niveles significativamente mayores de reacción acrosomal (AR) espontánea e inducida por progesterona y de la capacidad de penetrar ovocitos de hámster (ensayo de HOPT). A continuación evaluamos la participación de la familia de Tyr kinasas SRC (SFK) en la capacitación, utilizando inhibidores específicos. Los resultados mostraron que las SFKs cumplirían un rol indirecto en la capacitación a través de la inactivación de serina/threonina (Ser/Thr) fosfatasas (PP1γ2/PP2A). Esta vía SFK/fosfatasas modularía positivamente la fosforilación de los sustratos de PKA y en Tyr como así también parámetros funcionales del espermatozoide como la motilidad espermática, la AR inducida por progesterona y la capacidad fertilizante (ensayo de HOPT). Utilizando distintas estrategias experimentales observamos que las vías AMPc/PKA y SFK/fosfatasas presentan como punto de cross-talk a nivel de la fosforilación de los sustratos de PKA. Por otro lado, teniendo en cuenta que en ausencia de Ca2+ en el medio de la capacitación, se observa un incremento la fosforilación en Tyr en espermatozoides humanos, estudiamos la participación del Ca2+ como regulador de la actividad de fosfatasas o quinasas. Los resultados sugieren que el Ca2+ extracelular regularía la cascada de fosforilación en Tyr en una etapa posterior a la fosforilación de los sustratos de PKA, ya que los mismos no son modificados al disminuir la concentración de Ca2+ extracelular. Asimismo, utilizando inhibidores específicos, observamos que este efecto causado por la ausencia de Ca2+ dependería de la actividad PP2B, una Ser/Thr fosfatasa, y de calmodulina. Más aún, esta regulación sería por una vía distinta a la de SFK/fosfatasa. En conjunto, estos resultados indican la participación de diferentes vías de señalización: una dependiente de la activación de PKA, otra que involucra la inactivación de las ser/thr fosfatasas por SFK, y otra regulada por Ca2+, las cuales se entrecruzan cooperando en la capacitación del espermatozoide humano.