Kapacitetsassocieret proteintyrosinphosphorylering som en mulig biomarkør for sædselektion (FOSFOTIR)

Den menneskelige mand aflejrer millioner af sædceller i kvindens vagina på tidspunktet for ejakulation. Men kun få sædceller er i stand til at nå æggelederne. Faktisk vil kun mellem 100-1000 sædceller nå cumulus-oocytkomplekset, og kun én vil være i stand til at befrugte oocytten.

Sædcellerne fra ejakulatet fra alle pattedyr er ikke i stand til at befrugte oocytten. For at opnå befrugtningskompetencen skal sædcellerne gennemgå en proces kaldet kapacitering. Kapacitation er blevet defineret som et komplekst fænomen, der involverer biokemiske og fysiologiske ændringer i sæden.

Disse ændringer er som:

• Tab af proteiner eller erstatning med andre med lavere molekylvægt
• Transformation af fosfolipider, nedsat kolesterol/fosfolipid-forhold
• Ændringer i kulhydratfraktionen af ​​glykoproteiner
• Lipid- og proteinmobilitet

Ikke alle hændelser involveret i den komplekse kapacitetsproces er kendt.

Følgende faser kan differentieres:

• Cellemembranfluidificering
• Øget intracellulær Ca2+
• Generering af kontrollerede mængder af reaktive oxygenarter
• Øget intracellulær pH ​​og hyperpolarisering af sædmembranpotentiale
• Proteinphosphorylering (serin-, threonin- og tyrosinrester)

Under in vivo-betingelser migrerer bevægelige sædceller aktivt gennem cervikal slim og adskilles fra resten af ​​ejakulatet. In vitro kan sædkapacitation opnås, hvis de udsættes for særlige dyrkningsbetingelser i det nødvendige tidsrum.

Efter kapacitering får sædceller tre egenskaber:

1. Hyperaktivering.
2. Akrosomisk reaktion.
3. Sperm-oocyt interaktion.

Kapacitationsprocessen er nødvendig for, at sæden kan krydse det lag af celler, der omgiver oocytten, og for at gennemgå akrosomreaktionen. Kun en brøkdel af sæden er kendt for at nå kapacitationstilstanden på et tidspunkt.

Kapacitationsprocessen afhænger hovedsageligt af post-translationelle modifikationer af proteiner. En af de vigtigste modifikationer, som disse proteiner gennemgår, er phosphorylering. Under spermkapacitet phosphoryleres serin-, threonin- og tyrosinrester. Imidlertid er phosphorylering af tyrosinrester den bedste indikator for sædkapacitet.

Evalueringen af ​​phosphoryleringen af ​​sædproteinernes tyrosinrester ved flowcytometri gør det muligt at vurdere sædcellens kapacitationsgrad in vitro og bestemme, hvor mange af dem, der har gennemført denne proces tilstrækkeligt. Som tidligere nævnt gennemgår ikke alle sædceller i en prøve kapaciteringsprocessen, og ikke alle af dem præsenterer den samme procentdel af phosphorylerede proteiner i tyrosinrester.

Visse hændelser, såsom kryokonserveringsprocessen og prøvernes inkubationstid indtil deres anvendelse i fertilitetsbehandlinger (IA eller IVF/ICSI), kan påvirke kapacitationsprocessen. Derfor kan måling af niveauerne af tyrosinphosphorylering af sæden ved flowcytometri tillade efterforskerne at kende prøvens kapacitationsniveau. Der er undersøgelser, der rapporterer ændringer i succesrater, når prøver inkuberes forskellige perioder. Inkubationsperioden påvirker hastigheden af ​​akrosomal reaktion af sæd og kan endda påvirke DNA-fragmentering. Desuden synes den temperatur, ved hvilken en sådan inkubation udføres, også at påvirke sædkapaciteten.

Baseret på ovenstående har dette projekt til formål at analysere den mulige sammenhæng mellem niveauerne af tyrosinphosphorylering i sædceller og den funktionelle kvalitet af sædprøven, såvel som cyklussens reproduktive succes. Parallelt hermed vil efterforskerne analysere, om sædkapacitationsprocessen påvirkes af prøvens inkubationstid, når den er blevet kapaciteret, eller om den udelukkende afhænger af sædprøvens kvalitet og er iboende for hannen.