Papel da maturação epididimária sobre a interação da proteína do plasma seminal SVS3 com espermatozoides de camundongos: uma potencial estratégia para contracepção masculina

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Data

2022-12-01

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Ao deixar o testículo, o espermatozoide, embora morfologicamente bem diferenciado, necessita passar por um processo de maturação no epidídimo, onde torna-se uma célula móvel e apta para a capacitação e fertilização do oócito. A maturação espermática também interfere na capacidade do espermatozoide ejaculado de interagir com proteínas do plasma seminal, as quais, por sua vez, são capazes de modular a função espermática após a ejaculação. Dentre estas proteínas, destacam-se as membras da família REST (Rapidly-evolving seminal vesical transcribed), que representam os elementos mais abundantes do plasma seminal e apresentam papéis importantes no controle da motilidade e capacitação espermática. Em humanos, a SEMG1 (semenogelina-1), representante da família REST secretada pela glândula seminal, atua como fator inibitório da motilidade, capacitação e reação acrossômica, após se ligar à proteína EPPIN na superfície do espermatozoide ejaculado. Em camundongos, as representantes da família REST, SVS2 e SVS3, também oriundas da glândula seminal, apresentam características estruturais e funcionais semelhantes à SEMG1. De fato, a SVS2 e SVS3 desenvolvem suas atividades modulatórias via interação sinérgica em um complexo macromolecular contendo a proteína espermática EPPIN como sítio de ancoragem na superfície do espermatozoide murino. Considerando o impacto da maturação pós-testicular sobre o perfil de interação proteína-proteína no espermatozoide e, consequentemente para a fertilidade, neste trabalho avaliamos o impacto da maturação epididimária na capacidade de ligação de proteínas seminais ao espermatozoide murino com foco na SVS3. Para tal, realizamos ensaios de imunofluorescência em espermatozoides isolados das regiões proximais (segmento inicial e cabeça) e distais (corpo e cauda) do epidídimo, portanto em diferentes estágios de maturação. Estes espermatozoides foram incubados com a fração solúvel do fluido da glândula seminal (FGS), contendo a SVS3 nativa, e tiveram posteriormente o padrão de imunolocalização da SVS3 quantificados. Observamos a presença da SVS3 na cabeça (acrossoma anterior, segmento equatorial e região pós-acrossômica) e flagelo (peça intermediária e principal) de espermatozoides imaturos e maduros, isolados das regiões proximal e distal do epidídimo, respectivamente, indicando de forma inédita a presença dessa proteína no fluido epididimário. A incubação de espermatozoides maduros com o FGS aumentou a frequência de localização da SVS3 na peça principal do flagelo, assim como resultou em marcação no segmento equatorial da cabeça. Por outro lado, houve redução da frequência de imunomarcação positiva para a SVS3 na região pós-acrossômica da cabeça. Em conjunto, nossos resultados fornecem novas perspectivas sobre a localização da SVS3 no espermatozoide, bem como suas potenciais funções em eventos de maturação espermática pós-testicular. Este trabalho amplia o entendimento sobre a relação entre a maturação pós-testicular e a interação de proteínas seminais com o espermatozoide bem como os potenciais mecanismos envolvidos na modulação da função espermática, fomentando novas perspectivas para o desenvolvimento de estratégias para a contracepção masculina e tratamento da fertilidade.
Upon leaving the testis, spermatozoa, although morphologically differentiated, must undergo a maturation process in the epididymis, where they become motile cells, able to undergo capacitation and fertilize the egg. Epididymal maturation also interferes with the ability of spermatozoa to interact with seminal plasma proteins, which play roles in the modulation of sperm function after ejaculation. Among these proteins, the members of the REST (Rapidly-evolving seminal vesical transcribed) family represent the most abundant elements of the seminal plasma. In humans, the semenogelins SEMG1 and SEMG2 are the REST proteins found in the seminal plasma. SEMG1 acts as an inhibitory factor of motility, capacitation and acrosomal reaction after binding to the EPPIN protein on the surface of the ejaculated spermatozoa. The mouse equivalent to SEMG1 and SEMG2 are the seminal vesicle-secretory proteins SVS2 and SVS3, respectively. SVS2 and SVS3 are part of a macromolecular complex on the surface of murine sperm containing the sperm protein EPPIN as a hub. Considering the impact of post-testicular maturation on the sperm protein-protein interactome and, consequently, on male fertility, we evaluated the impact of epididymal maturation on the ability of seminal vesicle proteins to bind to murine spermatozoa, focusing on SVS3. For this purpose, we performed immunofluorescence assays using immature and mature spermatozoa isolated from the proximal (initial segment and caput) and distal (body and cauda) regions of the epididymis, respectively. Spermatozoa were incubated with the soluble fraction of the seminal vesicle fluid (SVF), containing the native SVS3, and subsequently processed for immunofluorescence studies using an anti-SVS3 antibody. We found the presence of SVS3 in the head (anterior acrosome, equatorial segment and post-acrosome region) and flagellum (mid and principal piece) of immature and mature spermatozoa, indicating the presence of this protein in the epididymal spermatozoa. The incubation of mature spermatozoa with the SVF increased the frequency and abundance of SVS3 immunolocalization in the principal piece of the flagellum and the equatorial segment of the head. On the other hand, there was a reduction in the frequency of SVS3-positive immunostaining in the post-acrosomal region of the head. Together, our results provide new perspectives on the binding of SVS3 to maturing spermatozoa, as well as its potential roles in post-testicular sperm maturation events, with potential applications for male contraception and treatment of infertility.

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Palavras-chave

Epidídimo, Espermatozoide, Maturação espermática epididimária, Proteínas seminais

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