Simposio: Nuevos Enfoques en Reproducción. El espermatozoide como una célula no reproductiva

MAYORGA, L.S.

Congreso; SAIC; 2011

SAIC

Los espermatozoides son células altamente diferenciadas con un reducido repertorio de funciones que pueden ejecutar con gran eficiencia. Su ADN está muy condensado y prácticamente no sintetizan ni RNA ni proteínas. Estas células carecen además de la mayoría de las organelas de las vías endocítica y secretoria. Sin embargo tienen un gran gránulo secretorio denominado acrosoma. La exocitosis de este gránulo no sólo es importante por las proteínas liberadas al medio, sino también porque implica una remodelación importante en los dominios de la membrana plasmática que son los responsables de fusionarse con el ovocito. Los espermatozoides constituyen entonces un modelo muy particular e interesante para estudiar el proceso secretorio. Nuestro laboratorio se ha abocado a caracterizar los profundos cambios en la topología de la membrana plasmática y acrosomal que ocurren durante la reacción acrosomal en espermatozoides humanos y a analizar los mecanismos moleculares involucrados en este complejo proceso. El acrosoma es un gránulo secretorio único, de forma aplanada, que se fusiona en múltiples puntos con la membrana plasmática, lo que conduce a la formación de vesículas híbridas rodeadas por parches de membrana plasmática y membrana acrosomal externa. Según nuestros resultados y los de otros laboratorios, toda la maquinaria molecular que se ha descrito para fusión de membranas en otras células secretorias interviene en la exocitosis acrosomal, incluyendo proteínas Rabs y sus efectores, SNAREs de tipo sináptico con sus proteínas reguladoras y proteínas sensoras de calcio, como sinaptotagmina. Sin embargo, la reacción acrosomal tiene características únicas dado que debe iniciarse en el momento y el lugar adecuados o la oportunidad del espermatozoide de fecundar el ovocito se perdería. Esto hace que la exocitosis esté finamente regulada por fosforilación y desfosforilación de proteínas claves. Diferentes lípidos, como colesterol, fosfoinosítidos y esfingosina-1-fosfato, modulan la iniciación y el progreso del proceso. El gránulo se deforma profusamente antes de la fusión con la membrana plasmática, lo que permite que el contacto con la misma ocurra en zonas muy definidas. Ese fenómeno involucra transporte de iones y agua a través de la membrana del gránulo y contribuye a la formación de las vesículas híbridas que se desprenden durante la exocitosis. Los avances en el conocimiento de los mecanismos involucrados en la reacción acrosomal son básicos para contribuir a solucionar problemas de fertilidad e infertilidad en seres humanos y en animales. Además, dadas las características especiales de los espermatozoides, contribuyen al conocimiento de aspectos difícilmente abordables de la exocitosis regulada en otros modelos celulares.