Gli spermatozoi maturi sono caratterizzati da una testa, un corpo intermedio e una lunga coda per il movimento. Ora, i ricercatori dell’Ospedale Universitario di Bonn (UKB) e dell’Unità di Ricerca Trasdiziplinare “Vita e Salute” dell’Università di Bonn hanno scoperto che una perdita della proteina strutturale ACTL7B blocca la spermatogenesi nei topi maschi. Le cellule non riescono più a sviluppare la loro forma caratteristica e rimangono piuttosto tonde. Gli animali sono infertili. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Development.
La Spina Dorsale della Spermatogenesi
Le cellule spermatiche maschili vengono costantemente prodotte in grandi quantità nei testicoli durante il processo di spermatogenesi. In questo processo, le tipiche cellule spermatiche allungate si formano a partire dalle cellule germinali tonde. Questo enorme cambiamento di forma richiede la ristrutturazione finemente regolata di proteine strutturali specializzate. Una di queste proteine strutturali è l’ACTL7B.
Dal momento che è prodotta esclusivamente negli esseri umani e nei topi durante la maturazione dello sperma maschile, si è ipotizzato che la proteina sia importante per questa fase di sviluppo,” ha dichiarato l’autore corrispondente, il Prof. Hubert Schorle dell’Istituto di Patologia dell’UKB, che è anche membro dell’Area di Ricerca Trasdiziplinare (TRA) “Vita e Salute” dell’Università di Bonn.
Per indagare sul ruolo della proteina strutturale nella spermiogenesi, il team del Prof. Schorle ha creato un modello murino con una mutazione nel gene Actl7b utilizzando la tecnologia di editing genetico. Ciò comporta una completa perdita di funzione dell’ACTL7B. “Senza l’ACTL7B, lo sviluppo è bloccato, le cellule rimangono spesso di forma tondeggiante, di solito non assumono la forma allungata tipica delle cellule spermatiche e muoiono in larga misura,” ha affermato la prima autrice Gina Esther Merges, una studentessa di dottorato nel laboratorio del Prof. Schorle.
Perturbazione nella rete proteica
In questo contesto, i ricercatori di Bonn hanno scoperto che l’ACTL7B è necessaria per la ristrutturazione del citoscheletro delle spermatidi. Attraverso analisi spettrometriche di massa, hanno identificato due partner di interazione dell’ACTL7B, il DYNLL1 e il DYNLL2. “Abbiamo dimostrato che senza la proteina strutturale, DYNLL1 e 2 non sono correttamente localizzati nelle spermatidi tonde. Poiché è probabilmente un complesso proteico più grande con ulteriori partner di interazione, attribuiamo l’effetto descritto alla perdita della redistribuzione temporale e spaziale precisa e mirata di queste proteine,” ha osservato il Prof. Schorle.
Ciò spiega perché lo sperma dei topi maschi con un gene Actl7b mutato non è in grado di sviluppare la forma caratteristica. A causa di ciò, gli animali sono infertili. Inoltre, secondo altre ricerche, vi sono prove che i livelli di proteina ACTL7B siano ridotti in alcuni pazienti affetti da problemi di fertilità. “Il nostro studio dimostra che le mutazioni nel gene Actl7b potrebbero essere la causa dell’infertilità maschile,” ha dichiarato il Prof. Schorle.
Questi nuovi risultati potrebbero aiutare i ricercatori a comprendere meglio le cause dell’infertilità maschile e a identificare nuovi bersagli per i futuri trattamenti di fertilità.