Fins fa poc el paper i la contribució de l’espermatozoide a l’embrió s’havia minimitzat a la transmissió del genoma patern. Les noves tecnologies de seqüenciació aporten noves eines per desxifrar els mecanismes moleculars involucrats en la funció de l’espermatozoide i evidencien que el gàmet masculí és quelcom més que un vehicle per transportar la meitat del DNA del nou individu. De fet, s’ha trobat que l’espermatozoide porta en el DNA diferents marques epigenètiques que poden ser crucials en el desenvolupament primerenc de l’embrió i la futura salut de la descendència.
Conèixer la composició proteòmica dels gàmets és essencial per entendre les funcions reproductives. La majoria de les proteïnes de l’espermatozoide estan relacionades amb l’espermatogènesi i la funció de l’espermatozoide, però també s’han detectat grups de proteïnes que poden tenir un paper clau en l’etapa de post-fertilització. Fins ara s’han identificat 6.871 proteïnes en l’espermatozoide, 1.376 en l’ovòcit i 1.300 en blastòcits. Analitzant més en detall el proteoma de l’espermatozoide, hi ha 103 proteïnes que tenen un paper en el procés de fertilització i 93 estan relacionades amb el desenvolupament dels embrions primerencs.
“En aquest estudi hem trobat 560 proteïnes de l’espermatozoide que estan involucrades en la modulació de l’expressió gènica a través de la regulació de processos de transcripció, metilació del DNA i de les modificacions en les marques de les histones, entre d’altres”, explica Meritxell Jodar, professora associada de la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de la Universitat de Barcelona i investigadora de la Fundació Clínic. “Aquestes proteïnes podrien ser crítiques en la regulació de l’expressió gènica després de l’activació del genoma de l’embrió i, per tant, podrien estar involucrades en la transmissió epigenètica de fenotips alterats associats als hàbits i estil de vida del pare”, afegeix.
En aquest estudi, publicat a la revista Human Reproduction Update, també s’ha realitzat un anàlisi integratiu que ha permès ampliar el coneixement del paper del gàmet masculí (la seva biologia i funció) en la generació del nou individu.
“L’anàlisi integrat dels proteomes i transcriptomes de l’espermatozoide, l’ovòcit i el blastòcit, ha revelat un conjunt de proteïnes a l’embrió que tenen, exclusivament, origen patern. Algunes d’elles són crucials per a la correcta embriogènesi en la modulació del fenotip de la descendència”, explica Judit Castillo, investigadora de l’IDIBAPS. “D’altra banda, l’anàlisi de l’expressió de les proteïnes de l’espermatozoide, a nivell de RNA i proteïna, en teixits del tracte reproductiu masculí i d’òrgans perifèrics, suggereix que algunes de les proteïnes poden tenir origen fora del testicle”, afegeix.
El Dr. Rafael Oliva sosté que “ara hem fet l’anàlisi integratiu de dades ja publicades i dades pròpies del grup i hem elaborat el primer llistat de proteïnes que tenen un origen patern. Les dades suggereixen que les proteïnes de l’espermatozoide són crucials en la fertilització i l’embriogènesi. Ara cal validar el llistat i detallar-ne la funció al llarg del procés reproductiu”.
Referència de l’article:
The contribution of human sperm proteins to the development and epigenome of the preimplantation embryo. Judit Castillo, Meritxell Jodar, Rafael Oliva. Human Reproduction Update, dmy017, https://doi.org/10.1093/humupd/dmy017