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Proteínas especiais – conhecidas como transportadores de membrana – são de fundamental importância para a mobilidade dos espermatozoides. Uma equipe de pesquisa do Centro de Bioquímica da Universidade de Heidelberg (BZH), liderada pela Prof. Dra. Cristina Paulino, conseguiu, pela primeira vez, com o auxílio da microscopia crioeletrônica, decodificar a estrutura de tal transportador e seu mecanismo. Segundo os investigadores, estas descobertas permitirão uma melhor compreensão dos fundamentos moleculares da capacidade reprodutiva e poderão, a longo prazo, contribuir para o desenvolvimento de novas abordagens para o tratamento de distúrbios de fertilidade e novos métodos de contracepção específicos.
Os espermatozóides diferem fundamentalmente em estrutura e função de outros tipos de células. Afinal, a única tarefa deles é rastrear e fundir-se com o ovo. Os espermatozoides só atingem sua plena atividade no que se chama de capacitação, que significa a maturação das células do sêmen. Uma das etapas finais deste processo bioquímico envolve aumentar a mobilidade do esperma. Se as células não forem capazes de se mover de forma autónoma, ou apenas de forma limitada, o resultado é geralmente uma fertilidade reduzida ou uma completa falta de capacidade reprodutiva. Os espermatozoides não conseguem alcançar e fertilizar o óvulo.
Dentro deste processo final de maturação, proteínas especiais encontradas na membrana do espermatozoide desempenham um papel particular. Conhecidos como transportadores de membrana, são responsáveis pelo transporte de nutrientes, por exemplo, para dentro ou para fora da célula. “O transporte de certos íons para dentro da célula leva ao aumento da mobilidade dos espermatozoides. Por isso, as proteínas responsáveis pelo transporte estão diretamente ligadas à fertilidade do espermatozoide e, portanto, à capacidade de reprodução masculina”, destaca o professor Paulino. Seu grupo de pesquisa no BZH está trabalhando nos transportadores de membrana dos ouriços-do-mar, um sistema modelo para investigação de espermatozoides.
Com a ajuda da microscopia crioeletrônica, os cientistas conseguiram agora decodificar a estrutura de um importante transportador da membrana do esperma em nível molecular. Entre outras coisas, descobriram como são as suas unidades funcionais e como se interligam e interagem. “Observamos que a proteína chave é, como um brinquedo lego, construída a partir de diferentes unidades de construção. Esses blocos de construção são basicamente conhecidos a partir de outras proteínas, mas nunca foram observados em tal combinação. Com a ajuda desta informação, fomos capaz de decodificar pela primeira vez o mecanismo desse transportador”, explica a Dra. Valeria Kalienkova, da Universidade de Bergen (Noruega), ex-membro do grupo de pesquisa do Prof.
De acordo com o Dr. Martin Peter, membro da equipe de pesquisa do Prof. Paulino, essas novas descobertas serão úteis na próxima etapa, no desenvolvimento de substâncias potenciais que influenciam esse mecanismo. Podem permitir ativar ou desativar as funções das proteínas. A extensão em que estas descobertas podem ser transferidas para os mecanismos do esperma humano exigirá uma investigação mais aprofundada. A longo prazo, contêm potencial para encontrar novas formas de tratar a infertilidade, ou vice-versa, de impedir que o espermatozoide fertilize o óvulo.
Os resultados dos estudos de pesquisa apareceram na revista Natureza. Devido à mudança do grupo de pesquisa da Holanda para a Alemanha, os estudos foram realizados tanto na Universidade de Groningen (Holanda) quanto no Centro de Bioquímica da Universidade de Heidelberg. Eles foram financiados pelo Conselho de Pesquisa Holandês e pela Fundação Nacional Suíça para a Ciência.
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