Identification of the prion protein Doppel in spermatozoa and its impact in fertility
Year: 2014
Type: dissertation
Abstract: O gene PRNP é responsável pela expressão da proteína priónica celular (PrPC), que, após sofrer uma conversão pós-tradução numa isoforma anormal e insolúvel (PrPSc), está associada à transmissão e à patogénese das encefalopatias espongiformes transmissíveis (EETs). Mais recentemente descobriu-se um outro gene, o PRND, que se julga ter resultado da duplicação ancestral do PRNP. O PRND é responsável pela expressão de uma proteína tipo priónica Doppel, que ao contrário da PrPSc, não está associada à propagação de EETs. A proteína Doppel é pouco expressa no cérebro, contrariamente à PrPC, mas é expressa no coração e, principalmente, nas células germinativas e de Sertoli (ratinho, ratazana, suínos, humanos, ovinos e bovinos), nas células de Leydig (caprinos), nas células epiteliais do epidídimo (javali, suínos), e nos folículos ováricos (células da granulosa). Apesar da expressão do gene PRND aparentemente ser constante nas células de Sertoli, a sua expressão ao nível das células germinativas masculinas parece variar bastante. Como tal, diferentes padrões de expressão deste gene podem estar associados não só à espécie, mas também à fertilidade ou infertilidade do macho. Por outro lado, os ratinhos fêmeas PRNDknockout, sem expressão de Doppel, são viáveis e férteis, mas os machos são estéreis, o que sugere que esta proteína possa ter um papel importante na gametogénese e fertilidade masculina. Os machos PRND-knockout têm um comportamento sexual normal, com concentrações de espermatozóides próximas das normais, mas sem capacidade de realizar a reacção acrossómica e de fertilizar os oócitos (não penetram na zona pelúcida). Estudos recentes demonstram que a adição da proteína Doppel ao meio de capacitação aumenta a capacidade de fertilização in vitro de espermatozóides ovinos, reforçando a hipótese desta proteína ter funções ao nível da regulação da função acrossómica e da fertilidade masculina. Resultados anteriores evidenciaram uma associação entre os polimorfismos do gene PRND ovino e a capacidade de fertilização e de crio-resistência dos espermatozóides. No entanto, a função específica desta proteína permanece por esclarecer. Este trabalho tem como objectivo identificar polimorfismos no gene PRND em indivíduos do sexo masculino (humanos e ovinos) e comparar a qualidade e crioresistência dos seus espermatozóides com base nos diferentes polimorfismos encontrados (humano: codão 174 e 3’UTR; ovino: codão 26) através da análise da motilidade, vitalidade, concentração e morfologia de sémen fresco e submetido à criopreservação. O sémen ovino crio-preservado também foi avaliado quanto ao potencial mitocondrial transmembranar de espermatozóides pós-swim-up, quanto ao seu estadio de capacitação e quanto à sua capacidade de fertilização in vitro. A expressão de Doppel ovino em espermatozóides da raça Churra Galega Mirandesa também foi caracterizada e quantificada de acordo com o genótipo do codão 26 do gene PRND através de imunofluorescência indirecta e de citometria de fluxo, usando anticorpos monoclonais produzidos especificamente contra este péptido. Os resultados deste trabalho permitiram, pela primeira vez, detectar na população portuguesa três polimorfismos do gene PRND humano (dois polimorfismos no codão 174 e um 38 pares de bases 3’UTR), bem como o aumento da viabilidade do sémen após a descongelação em dadores com o genótipo CT do codão 174 (genótipo wildtype) associado ao genótipo TT do polimorfismo 3’UTR (genótipo wild-type) deste gene. Para além disto, é possível concluir que a presença do genótipo AA do codão 26 do gene PRND ovino melhora a crio-resistência do sémen e a produção de embriões. Em ovinos, estes resultados não só permitiram identificar a proteína Doppel em sémen fresco, através de imunofluorescência indirecta, como também permitiram a detectar, por citometria de fluxo, uma diminuição da expressão desta proteína em espermatozóides ovinos submetidos ao processo de criopreservação . Este trabalho permitiu ainda concluir que a identificação da proteína Doppel ovina em espermatozóides frescos, bem como a diminuição da sua expressão após o processo de criopreservação, revelam uma importante função fisiológica desta proteína na fertilidade masculina, abrindo novos horizontes na selecção de machos com melhor crio-resistência e capacidade reprodutiva, ou no desenvolvimento de tratamentos clínicos de infertilidade.
Author: Leonor Matias Ferreira
Language: English
Subfield: Molecular Biology
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W2231034422