Biologistes de la reproduction se déplacent dans la connaissance de la fécondation in vitro avant

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Deux nouveaux documents des biologistes de la reproduction à l'Université du Massachusetts Amherst, avec des partenaires internationaux, rapport avances dans la compréhension des processus fondamentaux de la capacitation des spermatozoïdes qui peuvent un jour d'améliorer les taux de fécondation in vitro (FIV) de succès en fournissant un raccourci pour contourner les problèmes, et peut éventuellement conduire à un contraceptif masculin.

Une "pilule pour les hommes" peut être un long chemin sur la route, dit Pablo Visconti, UMass Amherst entraîner auteur, mais cette nouvelle connaissance fondamentale de la façon dont le sperme d'acquérir la capacité de féconder un ovule, laissant les scientifiques bloquer ou améliorer le processus, est au cœur d'être capable de le contrôler. Constatations par les équipes internationales de recherche apparaissent dans les éditions en ligne au début du mois d'Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS) et le Journal of Biological Chemistry (JBC), qui a nommé une étude finaliste pour "Livre de la semaine."

Comme le rappelle Visconti, ce est la découverte dans les années 1950 de la capacitation des spermatozoïdes qui ont rendu possible la FIV. Spermatozoïdes ne sont pas fertiles jusqu'à ce qu'ils passent du temps dans le milieu spécialisé de l'appareil reproducteur féminin, se déplaçant à travers une série d'étapes délicates biochimiquement appelés capacitation. Au cours des 50 dernières années, il est devenu évident que non seulement ce signal cascade de transduction pour la capacitation implique de nombreuses étapes, mais que chaque espèce de mammifères a ses propres exigences différentes et spécifiques pour le succès.

Ce est, exigences FIV ne sont pas universelles, et les exigences spécifiques d'espèces doivent être établies sur une approche au cas par cas. Visconti dit qu'il ya un grand intérêt dans l'utilisation de la FIV chez les chevaux, par exemple, mais, malgré des années de recherche ce est excessivement difficile parce que trop peu est connu sur les exigences pour la capacitation des spermatozoïdes chez les chevaux. De nombreux biologistes se sont aussi intéressés maintenant à l'aide de la FIV pour aider préserver les espèces en voie de disparition, mais les obstacles sont immenses, car chacune nécessite des procédures très spécifiques, le biochimiste ajoute.

Toute une meilleure compréhension de la cascade d'événements, où les erreurs se produisent souvent dans la FIV, il serait utile, dit Visconti. Mener des expériences avec le sperme de souris in vitro, lui et ses collègues à UMass Amherst, avec d'autres à Weill Cornell Medical College, Université de l'école médicale Hawaii, Asahikawa University Medical Japon, Universidad Nacional de Rosario et Facultad de Medicina Argentine et Universidad Nacional Autónoma de México fait deux découvertes qui devraient vous aider.

Dans l'étude PNAS, les chercheurs ont expérimenté avec l'augmentation de calcium intracellulaire en utilisant l'ionophore de calcium, A23187. Le calcium est connue pour jouer un rôle tard dans le processus de capacitation du sperme, après de nombreuses étapes précédentes dans les voies qui dépendent soluble adénylcyclase, le lieu de l'adénosine monophosphate cyclique (AMPc), la protéine kinase A (PKA) et d'autres cascades enzymatiques ont pris.

Un inconvénient majeur d'ajouter ionophore de calcium, cependant, est qu'il accable le sperme avec trop et les immobilise rapidement, Visconti note. Mais lui et ses collègues ont constaté qu'ils pouvaient contourner ce problème en lavant simplement l'excès de suite. Ainsi ils contournent essentiellement étapes de capacitation début en appliquant l'ionophore de calcium, le laver et le sperme procéder à la capacitation.

Dans ces conditions, les auteurs du rapport, le sperme de ionophore traité fécondé 80 pour cent des oeufs, qui se est développé dans la progéniture normale. Leurs données indiquent que le sperme de souris ionophore-traitée peut fertiliser les ovules même lorsque la voie de signalisation AMPc / PKA est inhibée.

Visconti crédite ses co-auteurs Hiroyuki Tateno au Japon et Ryuzo Yanagimachi à Hawaii avec l'idée de laver ionophore après usage. Il souligne, "Jusqu'à ce qu'ils concevaient, personne ne avait pensé à cette affaire. Ils ont fait les premières expériences», explique Visconti. "Plus tard, nos expériences ont démontré que par traitement du sperme avec l'ionophore de calcium, nous avons l'activation de ces cellules loin en aval du processus biologique normal. Et lorsque l'ionophore est éliminé par lavage, le sperme conservent tout le calcium dont ils ont besoin. Ils se autoréguler le la concentration optimale du calcium et sont prêts à continuer. "

Il ajoute: «Notre laboratoire se intéresse principalement à la science fondamentale de la façon dont le sperme acquérir fertilisation capacité, mais une idée intéressante ici est que ce raccourci offre quelques possibilités de traduction pour l'utilisation de l'ionophore de calcium dans la FIV. Ce raccourci peut répondre à bon nombre des situations difficiles que nous rencontrer dans la FIV, dans de nombreuses espèces ".

Dans le finaliste JBC pour "Livre de la semaine," Visconti et ses collègues y compris Ana Maria Salicioni répondre à une question de longue date au sujet de la présence ou non d'transmembranaires cyclases cyclases dans la tête du spermatozoïde très compartimenté et la queue et de leurs voies fonctionnelles.

Salicioni dit, «Nous montrons que les règles pour la production d'AMPc dans la tête et la queue sont différents et les objectifs sont différents. L'objectif principal de la queue est PKA. Dans la tête de la cible ne est pas encore clair, mais il ne est certainement pas PKA. Ainsi, les voies d'AMPc dans la tête et la queue sont complètement différents, ce qui est entièrement nouveau. "

En utilisant des méthodes d'analyse biochimique chez les souris knock-out, Visconti et ses collègues montrent que si le adénylcyclase soluble (SAC) est présent dans la queue, cyclases transmembranaire cyclases (TMAC) sont présents dans le compartiment tête du spermatozoïde. Ces enzymes sont impliqués dans la synthèse de l'AMPc et, de façon inattendue, les voies de signalisation à l'aide de ce second messager sont différents dans la tête et la queue.