Escuela de espermatozoides

BIOLOGÍA DE LA REPRODUCCIÓN

El aprendizaje que hacen las células

El fenómeno de la reproducción es tan fascinante como complejo. Los mismos espermatozoides, que pueden parecer tan sencillos, deben atravesar varios estadios y procesos para poder fecundar. Las modificaciones sufridas por el espermatozoide posibilitarán su graduacion academica: lafusión con la membra­na del ovocito.

Con ANA ROMAROWSKI, investigadora del IBYME

–Usted está haciendo un doctorado, lo cual significa que está investigando algún tema. ¿Cuál es ese tema?

–El proyecto de mi doctorado consiste en estudiar la relación entre el proceso de exocitosis acrosomal…

–Antes que nada: ¿qué es eso?

–En la cabeza del espermatozoide hay un núcleo y además del núcleo hay una cabeza, llamada acrosoma. En términos generales, el proceso de exocitosis acrosomal consiste en la liberación de esta vesícula.

–¿Qué quiere decir liberación? ¿A dónde se va?

–Lo que sucede es que se produce una fusión entre membranas (la membrana plasmática de todo el espermatozoide y una membrana externa de esta vesícula) y eso es lo que genera que se libere el contenido que está dentro de la vesícula acrosomática. En términos generales, la idea es que la vesícula contiene enzimas que van a degradar las paredes que contienen al ovocito y esto va a permitir que se fusione el espermatozoide con el ovocito.

–¿Y su doctorado?

–Justamente consiste en ver cuál es la relación entre este proceso de exocitosis acrosomal y el citoesqueleto de actinas.

–Que es…

–La actina es una proteína que se encuentra dentro del espermatozoide y puede aparecer tanto en forma globular como en forma polimerizada, como polímero. Lo que se vio es que durante la capacitación de los espermatozoides…

–¿Capacitación?

–Sí. Es un proceso que atraviesa el espermatozoide una vez que es expulsado en la eyaculación. Cuando sale, el espermatozoide todavía no está listo para poder fertilizar el ovocito; debe atravesar un proceso que se llama “capacitación”, que se sucede en el tracto femenino. Este proceso consta de un montón de acciones que ya están reportadas. Una de ellas es que durante la capacitación de los espermatozoides sucede una polimerización de la actina, esto es, la actina pasa de estar en forma globular (como proteína sola) a formar un polímero, una cadena. La hipótesis de mi proyecto de doctorado tiene que ver con esto.

–A ver…

–Suponemos que esta polimerización de la actina generaría una cierta estabilidad en el proceso de exocitosis acrosomal, lo cual permite que el proceso se dé en estadios intermedios hasta que recién cuando llega el estímulo indicado se dé por completo la reacción acrosomática.

–O sea que la polimerización de la actina es el regulador…

–Sí, estaría regularizando unos estadios intermedios de esta reacción acrosomal (la que se producía por la fusión entre membranas). La pregunta entonces es cómo es que se da este proceso paulatinamente, porque no puede ser que se dé completamente de golpe. Lo que estaría estabilizando estos estadios intermedios sería el proceso de polimerización de la actina.

–Vamos de nuevo al escenario. Nosotros tenemos el espermatozoide, que necesita, para ser fecundo, que se produzca la exocitosis del acrosoma. El acrosoma está dentro del espermatozoide y de alguna manera se pega a la membrana y sale…

–En realidad, hay que imaginarse que se forma como una especie de bolsita en la que la membrana se fusiona con la membrana plasmática de toda la célula del espermatozoide. Entonces esta membrana, que se llama “membrana acrosomal externa” es la que se fusiona y queda pegada, y es como que se forman poros entre la membrana acrosomal externa y la membrana plasmática. Entonces eso es lo que permite que empiece a salir el contenido intraacrosomal.

–El acrosoma, entonces, se pega a la membrana y se forman poros por donde sale lo que tiene que salir.

–Exactamente.

–Y este proceso no se hace automáticamente ni de un tirón, sino que tiene estadios intermedios.

–Sí, claro. Por ejemplo, esta formación de poros. Si no me equivoco, en las células del sistema nervioso se libera una vesícula y es como si se liberara una bolsita con el neurotransmisor. En este caso, es un tipo de secreción distinta, en la cual se producen varios estadios intermedios. Igual ésta es la hipótesis, es lo que estamos tratando de investigar.

–Pero es lo que usted cree que pasa.

–Sí, pero la investigación está en un momento incipiente.

–¿Y cómo supone que la polimerización de la actina interviene en ese proceso?

–Bueno, lo que yo me imagino que está sucediendo (y digo “me imagino” porque todavía no vimos esto) es que justamente la actina en forma polimerizada estabilizaría estos estadios intermedios y recién cuando viene el estímulo apropiado para que se culmine la relación acrosomal, o sea, que la vesícula se libere por completo, esta actina se debería despolimerizar. Lo que pienso es que la actina polimerizada debería estar entre la membrana plasmática y la membrana acrosomal externa estabilizando los puntos de fusión que se generan entre ambas membranas.

–¿Y cómo hace para verificar o refutar la hipótesis?

–Primero miramos, con experimentos in vitro en los que usamos lo que se supone que hay en el tracto vaginal femenino, si durante la capacitación se ve una polimerización de la actina.

–¿Y cómo se mira eso?

–Usamos una sonda que florece y se une a la actina polimerizada. Si yo comparo un espermatozoide que no está capacitado, es decir, que no debería tener la actina polimerizada, con espermatozoides que sí están capacitados (es decir, que tienen la actina polimerizada), debería ver marcas fluorescentes en esa zona.

–Y ahí vería que se polimerizó.

–Sí, ésa es una de las formas.

–Pero no vio todavía de qué manera actúa sobre la vesícula.

–No. Otra de las técnicas, que estamos todavía poniéndola a punto, es la de observar por electromicroscopía para poder observar bien este evento. La idea es ver, por un lado, qué pasa con la polimerización de la actina y, por el otro, ver qué pasa con las membranas. Ahí se puede tener un panorama más completo.

–Es todo muy complejo y maravilloso. El acto clave de la vida, que es la reproducción, tiene muchos vericuetos y muchas vesículas. Podría haber sido más simple, ¿no? Es interesante pensar por qué en la historia evolutiva estos procesos fueron seleccionados. ¿Ustedes no trabajan con la parte evolutiva?

–No, aunque ver esto puede servir para un montón de otros procesos. Estudiarlo a fondo sirve para entender distintas cuestiones. Pareciera bastante complicado, pero seguramente para el organismo no lo sea tanto.

–Visto desde lo macro, sí. Parece un mecanismo mucho más complejo que la fisión del uranio o las supernovas. Da la sensación de que son sistemas mucho más difíciles que aquellos con los que uno se encuentra en la física.

–Acaso sea así.

  Por Leonardo Moledo 

IBYME – Instituto de Biología y Medicina Experimental – www.ibyme.org.ar