Ludzkość od dawna ceni sobie płodność. Teraz, w badaniu opublikowanym w Komunikacja natury, naukowcy z Uniwersytetu w Osace pogłębili naszą wiedzę na temat dojrzewania plemników. Głębsze zrozumienie tego tajemniczego zjawiska może potencjalnie doprowadzić do nowej męskiej antykoncepcji.

Aby stworzyć ludzkie życie, męska i żeńska komórka płciowa (tj. gamety) muszą się połączyć i podzielić: proces zwany zapłodnieniem. Męska gameta, plemnik, musi dojrzewać w rurce zwanej najądrzem, zanim stanie się komórką zdolną do zapłodnienia. Mechanizmy leżące u podstaw dojrzewania plemników są stosunkowo słabo zbadane i słabo poznane.

Aby lepiej zrozumieć proces dojrzewania plemników, naukowcy z Uniwersytetu w Osace przeprowadzili eksperymenty na myszach.

Skład genetyczny myszy można zmienić w laboratorium, aby dokładniej zbadać szlaki molekularne. Pojawienie się technologii edycji genomu jest ważne; zanim ta technologia była dostępna, badanie mechanizmów dojrzewania plemników było wyzwaniem”.

Masahito Ikawa, starszy autor

Naukowcy wykorzystali technologię edycji genomu do manipulowania ekspresją białek. Białka mają kluczowe znaczenie dla przekazywania sygnałów między komórkami i dlatego są niezbędne do przeprowadzania złożonych procesów, takich jak dojrzewanie komórek. Białkiem, o którym wiadomo, że jest ważne dla dojrzewania plemników, jest NELL2, duże białko wydzielane z jądra. NELL2 przemieszcza się do najądrza i podobnie jak klucz oddziałuje z dziurką od klucza, wiąże się z receptorem (ROS1), aby zasygnalizować rozpoczęcie dojrzewania plemników.

Co najważniejsze, zespół badawczy odkrył inne ważne białko: „Kofaktor oddziałujący z NELL2 dla sygnalizacji luminkrynowej” (NICOL). NICOL tworzy zwarty kompleks molekularny z NELL2 i pomaga kontrolować dojrzewanie plemników. Bez NICOL NELL2 nie jest w stanie prawidłowo sygnalizować, a dojrzewanie plemników jest zakłócone.

„Odkryliśmy, że myszy pozbawione NICOL były bezpłodne, co wskazuje, że NICOL jest niezbędny do prawidłowego działania szlaku dojrzewania plemników” – mówi główny autor, Daiji Kiyozumi. „Kiedy ekspresja NICOL została aktywowana, płodność została przywrócona”.

Implikacje tego badania są obiecujące. Opracowanie niehormonalnych męskich środków antykoncepcyjnych jest jedną z możliwości, w których NICOL byłby ukierunkowany na hamowanie dojrzewania plemników.
Zwiększenie ekspresji NICOL, a następnie przywrócenie dojrzewania plemników może być również potencjalnie wykorzystane w leczeniu niektórych przypadków niepłodności.

Następnym krokiem jest jednak przeprowadzenie podobnych eksperymentów na ludzkich komórkach i tkankach, aby sprawdzić, czy wyniki się powtórzą.