Fosforilazione della tirosina proteica associata alla capacità come possibile biomarcatore della selezione dello sperma (FOSFOTIR)

Il maschio umano deposita milioni di spermatozoi nella vagina della donna al momento dell'eiaculazione. Tuttavia, solo pochi spermatozoi sono in grado di raggiungere le tube di Falloppio. Infatti solo tra 100-1000 spermatozoi raggiungeranno il complesso cumulo-ovocita e solo uno sarà in grado di fecondare l'ovocita.

Gli spermatozoi dell'eiaculato di tutti i mammiferi non sono in grado di fecondare l'ovocita. Per acquisire la competenza alla fecondazione, lo sperma deve subire un processo chiamato capacitazione. La capacitazione è stata definita come un fenomeno complesso che coinvolge cambiamenti biochimici e fisiologici nello sperma.

Questi cambiamenti sono come:

• Perdita di proteine ​​o sostituzione con altre di peso molecolare inferiore
• Trasformazione dei fosfolipidi, riduzione del rapporto colesterolo/fosfolipidi
• Cambiamenti nella frazione di carboidrati delle glicoproteine
• Mobilità lipidica e proteica

Non sono noti tutti gli eventi coinvolti nel complesso processo di capacitazione.

Si possono distinguere le seguenti fasi:

• Fluidificazione della membrana cellulare
• Aumento del Ca2+ intracellulare
• Generazione di quantità controllate di specie reattive dell'ossigeno
• Aumento del pH intracellulare e iperpolarizzazione del potenziale della membrana spermatica
• Fosforilazione proteica (residui di serina, treonina e tirosina)

In condizioni in vivo, gli spermatozoi mobili migrano attivamente attraverso il muco cervicale e vengono separati dal resto dell'eiaculato. In vitro, la capacità degli spermatozoi può essere raggiunta se sono sottoposti a particolari condizioni di coltura durante il periodo di tempo necessario.

Dopo la capacitazione, lo sperma acquisisce tre caratteristiche:

1. Iperattivazione.
2. Reazione acrosomica.
3. Interazione spermatozoo-ovocita.

Il processo di capacitazione è necessario affinché gli spermatozoi possano attraversare lo strato di cellule che circondano l'ovocita e subire la reazione acrosomiale. È noto che solo una frazione di spermatozoi raggiunge lo stato di capacitazione ad un certo punto.

Il processo di capacitazione dipende principalmente dalle modificazioni post-traduzionali delle proteine. Una delle modificazioni più importanti che queste proteine ​​subiscono è la fosforilazione. Durante la capacitazione degli spermatozoi, i residui di serina, treonina e tirosina vengono fosforilati. Tuttavia, la fosforilazione dei residui di tirosina è il miglior indicatore della capacità degli spermatozoi.

La valutazione della fosforilazione dei residui tirosinici delle proteine ​​spermatiche mediante citometria a flusso permette di valutare il grado di capacitazione degli spermatozoi in vitro e di determinare quanti di essi hanno svolto adeguatamente questo processo. Come accennato in precedenza, non tutti gli spermatozoi di un campione subiscono il processo di capacitazione e non tutti presentano la stessa percentuale di proteine ​​fosforilate nei residui di tirosina.

Alcuni eventi, come il processo di crioconservazione e i tempi di incubazione dei campioni fino al loro utilizzo nei trattamenti di fertilità (IA o FIVET/ICSI), possono influenzare il processo di capacitazione. Pertanto, la misurazione dei livelli di fosforilazione della tirosina dello sperma mediante citometria a flusso può consentire agli investigatori di conoscere il livello di capacitazione del campione. Esistono studi che riportano cambiamenti nelle percentuali di successo quando i campioni vengono incubati per diversi periodi di tempo. Il periodo di incubazione influenza la velocità della reazione acrosomiale dello sperma e può anche influenzare la frammentazione del DNA. Inoltre, anche la temperatura alla quale viene effettuata tale incubazione sembra influenzare la capacità degli spermatozoi.

Sulla base di quanto sopra, questo progetto si propone di analizzare la possibile correlazione tra i livelli di fosforilazione della tirosina nello sperma e la qualità funzionale del campione seminale, nonché il successo riproduttivo del ciclo. Parallelamente, gli investigatori analizzeranno se il processo di capacitazione degli spermatozoi è influenzato dai tempi di incubazione del campione una volta che è stato capacitato o se dipende esclusivamente dalla qualità del campione seminale ed è intrinseco al maschio.