Исследователи, финансируемые Национальным институтом здоровья, обнаружили клеточный переключатель, который повышает активность сперматозоидов, чтобы они могли перемещаться к яйцеклетке. Это открытие может привести к появлению новых вариантов мужской контрацепции, а также методов лечения бесплодия, вызванного проблемами с подвижностью сперматозоидов.Внутри мужского репродуктивного тракта зрелые сперматозоиды способны к ограниченному движению.
Однако этого ограниченного движения недостаточно, чтобы подтолкнуть их к яйцеклетке, когда они попадают в репродуктивный тракт самки. Чтобы начать свой путь, они должны быть активированы гормоном прогестероном, который выделяется яйцом.
В публикации в журнале Science, исследователи сообщают, что молекула, с которой должен связываться прогестерон, — это ферментный альфа / бета-гидролазный домен, содержащий белок 2 (ABHD2), обнаруженный во внешней мембране сперматозоидов. Исследование было проведено Мелиссой Р. Миллер и ее коллегами из Калифорнийского университета в Беркли, Калифорнийского университета в Сан-Франциско и Медицинской школы Йельского университета в Нью-Хейвене, Коннектикут.«Это важный шаг в объяснении того, как сперматозоиды становятся гипермобильными в женском репродуктивном тракте», — сказал Стюарт Мосс, доктор философии, директор программы мужского репродуктивного здоровья в Национальном институте здоровья ребенка и человеческого развития им. Юнис Кеннеди Шрайвер Национального института здоровья, который финансировал изучение. «Разработка новых соединений, которые блокируют ABHD2, в конечном итоге может дать новые методы контрацепции, чтобы предотвратить попадание сперматозоидов в яйцеклетку».
Точно так же стратегии обхода или усиления фермента могут обеспечить терапию для лечения бесплодия, возникающего из-за сперматозоидов, не способных двигаться.Прежде чем сперматозоид сможет перейти в гиперактивную фазу, кальций должен пройти через внешнюю мембрану клетки и попасть в жгутики, хвостовидный придаток, который клетка использует для движения. Белок спермы, известный как CatSper, соединяется с аналогичными белками в жгутиках, чтобы обеспечить проникновение кальция.
Когда исследователи проводили текущее исследование, не было известно, взаимодействует ли прогестерон напрямую с CatSper, чтобы вызвать приток кальция, или действует на какую-то другую молекулу (которая, в свою очередь, действует на CatSper). Перед обработкой сперматозоидов прогестероном исследователи подвергли их воздействию химического вещества, которое ингибирует определенный класс ферментов, которые, по их мнению, могут включать молекулу-кандидат, действующую на CatSper. Предположение оказалось верным: обработанные клетки оставались неактивными после воздействия прогестерона, что указывает на то, что CatSper не участвовал напрямую.
Работая с модифицированным прогестероном, исследователи в конечном итоге выделили ABHD2 из хвостов сперматозоидов. Когда исследователи инактивировали ABHD2, воздействие прогестерона не смогло активировать сперматозоиды, подтверждая, что ABHD2 является молекулярной мишенью для прогестерона.