Un grup d’investigadors de l’IDIBAPS, liderat pel Dr. Rafael Oliva, ha analitzat les proteïnes de l’espermatozoide humà per identificar-ne l’origen i determinar la seva rellevància durant la fecundació, l’embriogènesi i l’herència epigenètica. Han pogut identificar les proteïnes que tenen un origen patern i demostren que l’espermatozoide té una funció més enllà del transport del DNA.

La recerca, coordinada per Rafael Oliva —catedràtic de la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de la Universitat de Barcelona, consultor sènior del Centre de Diagnòstic Biomèdic de l’Hospital Clínic i cap del grup Biologia Molecular de la Reproducció i Desenvolupament de l’IDIBAPS— compta també amb Meritxell Jodar —professora de la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de la UB i investigadora de la Fundació Clínic— i Judit Castillo, investigadora de l’IDIBAPS.

Fins ara el paper i la contribució de l’espermatozoide en l’embrió s’havia minimitzat a la transmissió del genoma patern. Gràcies a les noves tecnologies de seqüenciació que aporten eines per desxifrar els mecanismes moleculars involucrats en la funció de l’espermatozoide, s’ha evidenciat que el gàmeta masculí és més que un vehicle per transportar la meitat del DNA del nou individu. S’ha descobert 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 gàmetes 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 postfertilització. 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.

Explica Meritxell Jodar que «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». Afegeix també que «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».

Per la seva banda Judit Castillo diu que «l’anàlisi integrada 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» i afegeix que «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».

El Dr. Rafael Oliva sosté que «ara hem fet l’anàlisi integrativa 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».

En aquest estudi, publicat a la revista Human Reproduction Update, també s’ha realitzat una anàlisi integrativa que ha permès ampliar el coneixement del paper del gàmeta masculí (la seva biologia i funció) en la generació del nou individu.