Ερευνητές ανακάλυψαν φυσικό μηχανισμό που εμποδίζει τη γονιμότητα
Μια νέα έρευνα δίνει ελπίδες για πιο αποτελεσματικές θεραπείες της υπογονιμότητας
Μια ερευνητική ομάδα υπό την ηγεσία του Yale αποκάλυψε πώς ένας φυσικός βιολογικός μηχανισμός που βρίσκεται στα θηλαστικά είναι σε θέση να εμποδίσει τα σπερματοζωάρια να αλληλεπιδράσουν με ένα ωάριο, αποτρέποντας τη γονιμοποίηση.
Η ανακάλυψη, που εντοπίστηκε σε μοντέλα τρωκτικών, προσφέρει ένα νέο μονοπάτι για την επιστημονική έρευνα για να βοηθήσει τους ανθρώπους που αντιμετωπίζουν προβλήματα υπογονιμότητας, ανοίγοντας παράλληλα μια νέα γραμμή μελέτης για την ανάπτυξη αντισυλληπτικών θεραπειών. Τα ευρήματα δημοσιεύονται στο περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Αυτό θα έχει άμεσες επιπτώσεις στην έρευνα για τη στειρότητα και την αντισύλληψη, ιδιαίτερα την ανοσο-στειρότητα και την ανοσο-αντισύλληψη», δήλωσε ο Steven Tang, επίκουρος καθηγητής μοριακής βιοφυσικής και βιοχημείας στη Σχολή Τεχνών και Επιστημών του Yale και αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης.
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το 9% των ανδρών και το 11% των γυναικών σε αναπαραγωγική ηλικία αντιμετωπίζουν προβλήματα γονιμότητας. Μερικά από αυτά τα προβλήματα προέρχονται από αποτυχίες στη σωστή αναγνώριση, προσκόλληση και σύντηξη σπέρματος και ωαρίου. Ένα βασικό μέρος της διαδικασίας γονιμότητας περιλαμβάνει το IZUMO1, μια πρωτεΐνη στην επιφάνεια των σπερματοζωαρίων, και το JUNO, έναν υποδοχέα στο ωάριο: η σύνδεση IZUMO1-JUNO επιτρέπει την αναγνώριση και τη σύντηξη του σπέρματος και του ωαρίου.
Ένας τρόπος με τον οποίο μπορεί να αποτραπεί η σύνδεση είναι μέσω ενός αντισώματος σπέρματος που ονομάζεται OBF13. Αυτό το φυσικό αντίσωμα –το οποίο ανακαλύφθηκε πριν από 40 χρόνια στο Πανεπιστήμιο της Οσάκα στην Ιαπωνία– μπορεί να αναγνωρίσει το IZUMO1 και να διαταράξει τη γονιμοποίηση. Αλλά μέχρι τώρα, οι ιδιαιτερότητες αυτού του μηχανισμού ήταν άγνωστες.
Για τη νέα μελέτη, οι ερευνητές ανέλυσαν την κρυσταλλική δομή ακτίνων Χ του IZUMO1 καθώς ήρθε σε επαφή με το OBF13. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το OBF13 προσκολλάται στο σπέρμα με τέτοιον τρόπο ώστε να επαναδιαμορφώνει τον τρόπο με τον οποίο το σπέρμα έρχεται σε επαφή με ένα ωάριο. Η ανάλυση εντόπισε επίσης μια παραλλαγή του OBF13 υψηλής συγγένειας (σφιχτής σύνδεσης) που εμποδίζει δυναμικά τη γονιμοποίηση ωαρίων-σπερματοζωαρίων.
Επιπλέον, οι ερευνητές εντόπισαν βασικές θέσεις αμινοξέων στο JUNO που καθορίζουν την ικανότητά του να δεσμεύεται με το IZUMO1. Όταν προσπελαστούν, αυτές οι θέσεις είναι σε θέση να δεσμεύουν σπέρμα και ωάριο για γονιμοποίηση παρά την παρεμβολή από το OBF13 ή την παραλλαγή του.
«Σε αυτήν την εργασία, αναφέρουμε την πρώτη δομή συμπλέγματος αντισώματος-αντιγόνου κατά του σπέρματος», είπε ο Tang. «Παρέχουμε πληροφορίες υψηλής ανάλυσης που θα ανοίξουν δρόμους για την ανακάλυψη ρυθμιστών IZUMO1, θα καθοδηγήσουν τον σχεδιασμό αντισωμάτων και αναστολέων μικρών μορίων και θα υποστηρίξουν τον έλεγχο φαρμάκων για την ανάπτυξη αντισυλληπτικών».
Ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης είναι ο Yonggang Lu του Πανεπιστημίου της Οσάκα. Ο Masahito Ikawa, επίσης από το Πανεπιστήμιο της Οσάκα, είναι ο συν-συγγραφέας της μελέτης.
Η εργασία υποστηρίχθηκε, εν μέρει, από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας, ένα Βραβείο Καινοτομίας David Sokal της Πρωτοβουλίας Ανδρικής Αντισύλληψης, την Ιαπωνική Εταιρεία για την Προώθηση της Επιστήμης, τον Ιαπωνικό Οργανισμό Ιατρικής Έρευνας και Ανάπτυξης και μια επιχορήγηση από το Ίδρυμα Επιστημών Takeda. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επίσης εγκαταστάσεις στο Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντή SLAC στην Καλιφόρνια, το οποίο υποστηρίζεται από το Γραφείο Επιστήμης του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ.
