Describen un mecanismo clave en la regulación de la motilidad espermática para la instancia de fusión con el ovocito.
El espermatozoide es la célula más pequeña del cuerpo humano, y la única que debe ejercer su función en otro organismo. Esta célula cuenta con un flagelo (o cola) encargado de la motilidad, que durante el proceso de capacitación espermática experimenta cambios significativos que resultan en un patrón de movimiento denominado hiperactivación. Con estos cambios, los espermatozoides adquieren una movilidad mucho más vigorosa con una mayor amplitud en el batido del flagelo, esencial para que el espermatozoide adquiera su capacidad fecundante, permitiéndole atravesar las barreras que rodean al ovocito. Sin embargo, se hacía indispensable conocer más sobre los mecanismos que detienen esta hiperactivación en el momento preciso de la fusión entre el espermatozoide y el ovocito, un paso determinante para completar el proceso de fecundación.
El trabajo “Reorganization of the flagellum scaffolding induces a sperm standstill during fertilization”, publicado en la revista eLife, se enfocó en la regulación de la motilidad durante las últimas etapas del proceso de fecundación. En particular, en los cambios estructurales y funcionales que ocurren en el flagelo después de la exocitosis acrosomal y durante la interacción con el ovocito. “Este estudio identifica y describe un mecanismo clave mediante el cual los espermatozoides detienen su motilidad durante la fusión con el ovocito. Es el primer trabajo que demuestra que la reorganización del citoesqueleto de actina en la pieza media del flagelo juega un rol crucial en la inmovilización espermática, lo cual es esencial para completar la fusión entre gametas”, señala el Dr. Mariano Buffone, Investigador Principal de CONICET y Director del laboratorio de Biología Celular y Molecular de la Reproducción, en el IBYME.
“Los filamentos de actina son componentes del citoesqueleto que forman una doble hélice alrededor de la vaina mitocondrial en la pieza media del espermatozoide. Su función estructural contribuye a la regulación de la motilidad del espermatozoide, adaptando su dinámica según las necesidades celulares específicas durante la fecundación”, explica la Dra. Guillermina Luque, Investigadora Adjunta de CONICET, y miembro del equipo de investigación.
Los investigadores explican que la detención de la motilidad es un requisito crítico para que el espermatozoide pueda fusionarse de manera efectiva con el ovocito. Este cese, permite que el espermatozoide mantenga una posición estable para completar la interacción y unión con la membrana del ovocito. Las fallas en este proceso podrían impedir la correcta fusión entre gametas, afectando la fecundación. Los defectos en la reorganización del citoesqueleto de actina, o en las señales que regulan la contracción de la pieza media, podrían ser consideradas posibles causas de infertilidad.
“La reorganización del citoesqueleto de actina y la contracción de la pieza media son procesos esenciales para detener la motilidad espermática durante la fusión con el ovocito. Este hallazgo resalta la importancia de los cambios estructurales en el espermatozoide para garantizar una fecundación exitosa.” señala la Dra. Martina Jabloñski, Becaria Postdoctoral CONICET y primera autora del trabajo.
Fusión entre espermatozoide y ovocito sin zona pelúcida
Izquierda: Imágenes en escala de grises. Derecha: Imágenes con sonda fluorescente que inicialmente tiñe de azul el ADN del ovocito, y luego tiñe el ADN del espermatozoide cuando se produce la fusión entre ambas células.
Este trabajo, que pudo integrar diferentes técnicas y enfoques, fue realizado en colaboración con varios institutos de investigación de Argentina, México y Estados Unidos.
El grupo de trabajo planifica continuar indagando en esta etapa del proceso de fecundación, buscando profundizar en la comprensión de los mecanismos moleculares detrás de la contracción de la pieza media del espermatozoide y su regulación por calcio intracelular. Se enfocarán, además, en explorar si estas observaciones pueden aplicarse a otros mamíferos y si pueden estar relacionadas con problemas de fertilidad en humanos.
Sobre publicación:
Reorganization of the flagellum scaffolding induces a sperm standstill during fertilization
Martina Jabloñski, Guillermina M Luque, Matias Gomez Elias, Claudia Sanchez Cardenas, Xinran Xu, Jose L de La Vega Beltran, Gabriel Corkidi, Alejandro Linares, Victor Abonza, Aquetzalli Arenas-Hernandez, María D P Ramos-Godinez, Alejandro López-Saavedra, Dario Krapf, Diego Krapf, Alberto Darszon, Adán Guerrero, Mariano G Buffone
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39535529/
