Fosforylace proteinu tyrosinu spojená s kapacitou jako možný biomarker výběru spermií (FOSFOTIR)

Mužský muž ukládá miliony spermií do pochvy ženy v době ejakulace. Avšak pouze několik spermií je schopno dosáhnout vejcovodů. Ve skutečnosti pouze 100-1000 spermií dosáhne komplexu kumulus-oocyt a pouze jedna bude schopna oocyt oplodnit.

Spermie z ejakulátu všech savců nejsou schopny oplodnit oocyt. Aby spermie získaly schopnost oplodnění, musí projít procesem zvaným kapacitace. Kapacita byla definována jako komplexní jev, který zahrnuje biochemické a fyziologické změny ve spermatu.

Jedná se o tyto změny:

• Ztráta bílkovin nebo jejich nahrazení jinými s nižší molekulovou hmotností
• Transformace fosfolipidů, snížení poměru cholesterol/fosfolipid
• Změny sacharidové frakce glykoproteinů
• Mobilita lipidů a bílkovin

Ne všechny události zahrnuté ve složitém kapacitním procesu jsou známy.

Lze rozlišit následující fáze:

• Fluidifikace buněčné membrány
• Zvýšený intracelulární Ca2+
• Generování řízených množství reaktivních forem kyslíku
• Zvýšené intracelulární pH a hyperpolarizace membránového potenciálu spermií
• Fosforylace proteinů (serinové, threoninové a tyrosinové zbytky)

Za podmínek in vivo pohyblivé spermie aktivně migrují cervikálním hlenem a jsou odděleny od zbytku ejakulátu. In vitro lze dosáhnout kapacity spermií, pokud jsou vystaveny určitým kultivačním podmínkám během nezbytné doby.

Po kapacitaci spermie získávají tři vlastnosti:

1. Hyperaktivace.
2. Akrosomická reakce.
3. Interakce spermie-oocyt.

Proces kapacitace je nezbytný k tomu, aby spermie mohly procházet vrstvou buněk, které obklopují oocyt, a podstoupit akrozomovou reakci. Je známo, že pouze zlomek spermií v určitém okamžiku dosáhne stavu kapacity.

Proces kapacitace závisí především na posttranslačních modifikacích proteinů. Jednou z nejdůležitějších modifikací, které tyto proteiny procházejí, je fosforylace. Během kapacitace spermií jsou fosforylovány zbytky serinu, threoninu a tyrosinu. Fosforylace tyrosinových zbytků je však nejlepším indikátorem kapacity spermií.

Hodnocení fosforylace tyrosinových zbytků spermiových proteinů průtokovou cytometrií umožňuje posoudit stupeň kapacity spermií in vitro a určit, kolik z nich tento proces adekvátně provedlo. Jak již bylo zmíněno, ne všechny spermie ve vzorku podléhají kapacitnímu procesu a ne všechny obsahují stejné procento fosforylovaných proteinů v tyrosinových zbytcích.

Určité události, jako je proces kryokonzervace a inkubační doby vzorků až do jejich použití při léčbě neplodnosti (IA nebo IVF / ICSI), mohou ovlivnit kapacitní proces. Proto měření hladin tyrosinové fosforylace spermií průtokovou cytometrií může výzkumníkům umožnit znát úroveň kapacity vzorku. Existují studie, které uvádějí změny v úspěšnosti, když jsou vzorky inkubovány různě dlouhou dobu. Inkubační doba ovlivňuje rychlost akrozomální reakce spermií a může dokonce ovlivnit fragmentaci DNA. Kromě toho se zdá, že teplota, při které se taková inkubace provádí, také ovlivňuje kapacitu spermií.

Na základě výše uvedeného je cílem tohoto projektu analyzovat možnou korelaci mezi hladinami fosforylace tyrosinu ve spermatu a funkční kvalitou semenného vzorku a také reprodukční úspěšností cyklu. Paralelně budou vyšetřovatelé analyzovat, zda je proces kapacitace spermií ovlivněn inkubační dobou vzorku po jeho kapacitaci nebo zda závisí výhradně na kvalitě semenného vzorku a je vlastní samcům.