Fertilité : les protéines clés aident les spermatozoïdes à faire leur travail en temps opportun

Le sperme de mammifère ne peut pas féconder un ovule dès le départ. Il s'agit d'une capacité acquise uniquement après l'insémination, lors du passage dans l'appareil reproducteur féminin, et nécessite deux processus consécutifs et sensibles au temps pour fournir aux spermatozoïdes les caractéristiques physiques et biochimiques nécessaires pour accomplir leur travail fondamental.

Le premier processus est appelé capacitation, qui modifie la physiologie de chaque spermatozoïde, en changeant la membrane de la tête pour l'aider à pénétrer la couche externe dure d'un œuf – la zone pellucide – et la chimie dans la queue pour générer une plus grande motilité, la capacité de se déplacer et de nager.

Le deuxième processus est la réaction acrosomique (RA), une action chimique qui implique la libération d'enzymes dans la tête des spermatozoïdes qui stimulent davantage la pénétration de la zone pellucide.

Les deux processus sont essentiels à la réussite de la fécondation d'un ovule, et la RA dépend du temps : elle ne peut avoir lieu ni trop tôt ni trop tard. En effet, la RA prématurée a été associée à une infertilité masculine idiopathique (spontanée).

Aucun des deux processus, cependant, n'est bien compris en termes de mécanismes moléculaires sous-jacents impliqués. Dans un nouvel article, publié le 19 août 2021 dans la revue eLife, une équipe de chercheurs de la faculté de médecine de l'Université de Californie à San Diego détaille comment GIV/Girdin, une molécule de signalisation omniprésente, joue un rôle essentiel dans la fertilité masculine, en orchestrant la capacitation et la RA pour favoriser la motilité des spermatozoïdes, la survie et le succès de la fécondation.

Plus précisément, l'équipe de recherche, dirigée par l'auteur principal Pradipta Ghosh, MD, professeur dans les départements de médecine et de médecine cellulaire et moléculaire de la faculté de médecine de l'UC San Diego, a découvert que GIV – un membre de la famille des protéines G qui sert de molécule moléculaire commutateurs à l'intérieur des cellules, transmettant et affinant les signaux – régule l'activité des enzymes qui activent et désactivent les processus de capacitation et de RA.

"Les résultats démontrent comment GIV orchestre des programmes de signalisation distincts dans les spermatozoïdes séparés par l'espace et le temps, soutenant efficacement la capacitation tout en inhibant la RA prématurée", a déclaré Ghosh. "En conséquence, GIV joue un rôle essentiel dans la fertilité masculine."

L'infertilité affecte environ 8 à 12% des couples dans le monde, les hommes étant un facteur principal ou contributif dans environ la moitié des cas, selon des études publiées. Les causes de l'infertilité masculine sont multiples, mais environ 25 pour cent impliquent soit des troubles du transport des spermatozoïdes, soit des facteurs idiopathiques dans les spermatozoïdes sans dysfonctionnement apparent.

"La GIV est nécessaire à la fertilité masculine, et de faibles niveaux de transcrits de GIV chez les hommes sont invariablement associés à l'infertilité", a déclaré Ghosh. "Nous avons trouvé des preuves que la GIV peut jouer différents rôles dans la capacitation du sperme, des découvertes qui jettent un nouvel éclairage sur la façon dont une signalisation GIV défectueuse pourrait être utilisée comme marqueur potentiel de l'infertilité masculine et comment les inhibiteurs de la signalisation GIV-dépendante inhibent la fertilité en réduisant la motilité et la viabilité des spermatozoïdes et en favorisant la réaction prématurée des acrosomes.

"Ce dernier, assez ironiquement, peut être une stratégie prometteuse pour le développement d'une pilule contraceptive masculine ciblant spécifiquement le sperme."

Les co-auteurs incluent : Sequoyah Reynoso, Vanessa Castillo, Gajanan D. Katkar, Inmaculada Lopez-Sanchez, Sahar Taheri, Celia R. Espinoza, Christina Rohena, Debashis Sahoo et Pascal Gagneux, tous à l'UC San Diego.

Source de l'histoire :

Matériaux fourni par Université de Californie – San Diego. Original écrit par Scott La Fee. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.