Desvendando os mistérios da infertilidade masculina: Novas descobertas científicas
Milhões de casais em todo o mundo enfrentam o desafio da infertilidade, com uma parte significativa dos casos decorrentes de fatores masculinos. Aproximadamente 10% dos homens inférteis enfrentam o problema de produzir espermatozoides insuficientes ou nenhuns. Uma pesquisa recente conduzida em colaboração entre o Instituto de Pesquisa Médica Stowers e o Centro de Biologia Celular Wellcome da Universidade de Edimburgo busca lançar luz sobre os problemas subjacentes no processo de formação de espermatozoides, potencialmente levando a novas abordagens de tratamento.
O Dr. Scott Hawley, investigador do Instituto Stowers, destacou: “Uma razão significativa para a infertilidade masculina é a incapacidade de produzir espermatozoides. Se conseguirmos identificar o problema exato, existem tecnologias emergentes que podem oferecer soluções.”
Publicado em 20 de outubro de 2023, na revista Science Advances, este estudo, liderado pelo Laboratório Hawley e pelo Dr. Owen Davies do Centro Wellcome, investiga os fatores que contribuem para a produção insuficiente de espermatozoides, o que prejudica a fertilização.
Na maioria das espécies que se reproduzem sexualmente, incluindo os seres humanos, a montagem adequada de uma estrutura proteica crucial, semelhante a uma ponte em forma de treliça, é essencial para a formação de espermatozoides e óvulos. A Dra. Katherine Billmyre, anteriormente uma Associada de Pesquisa Pós-Doutorado e líder da equipe de pesquisa, descobriu que, em camundongos, uma única alteração específica nesta estrutura de ponte levou ao seu colapso, resultando em infertilidade. Essa descoberta oferece informações valiosas sobre a infertilidade masculina em seres humanos, que pode decorrer de problemas semelhantes durante a meiose.
A meiose, o processo de divisão celular que dá origem a espermatozoides e óvulos, envolve várias etapas, incluindo a formação de uma grande estrutura proteica conhecida como complexo sinaptonêmico. Este complexo atua como uma ponte, mantendo os pares de cromossomos no lugar para facilitar as trocas genéticas necessárias, que são essenciais para a separação adequada dos cromossomos em espermatozoides e óvulos.
Billmyre explicou: “Um dos principais contribuintes para a infertilidade é o defeito na meiose. Para entender como os cromossomos se separam corretamente em células reprodutivas, estamos particularmente interessados nos eventos que precedem a formação do complexo sinaptonêmico.”
Estudos anteriores exploraram as diversas proteínas que compõem o complexo sinaptonêmico, suas interações e identificaram mutações relacionadas à infertilidade masculina. A proteína investigada neste estudo desempenha um papel crucial na formação das treliças desta “ponte”. Uma vez que esta seção da proteína é encontrada em humanos, camundongos e na maioria dos outros vertebrados, parece ser fundamental para o processo de montagem. Por meio da modelagem de diferentes mutações na região potencialmente crucial da proteína humana, a equipe de pesquisa previu quais mutações poderiam afetar sua função.
Para validar suas previsões, os pesquisadores utilizaram técnicas precisas de edição de genes para introduzir mutações em uma proteína-chave do complexo sinaptonêmico em camundongos. Essa abordagem inovadora permitiu que eles avaliassem o impacto de regiões específicas da proteína na fertilidade em animais vivos. Surpreendentemente, apenas uma mutação, previamente identificada por meio de experimentos de modelagem, foi confirmada como a causa da infertilidade em camundongos.
Hawley enfatizou: “Isso se assemelha a uma cirurgia de precisão. Concentramo-nos em uma pequena região dentro de uma proteína, em meio à complexidade desta estrutura, e tínhamos fortes indicações de que poderia ser um fator importante na infertilidade.”
Os camundongos têm sido usados há muito tempo como modelos para o estudo de doenças humanas, e os resultados desta pesquisa, utilizando sequências de proteínas humanas, combinados com o alto grau de conservação desta estrutura proteica entre as espécies, sugerem que a molécula responsável pela infertilidade em camundongos provavelmente opera da mesma forma em seres humanos.
Billmyre expressou sua empolgação, afirmando: “O que realmente me entusiasma é que nossa pesquisa pode aprimorar nossa compreensão desse processo fundamental crucial para a vida.”
Para Hawley, este estudo exemplifica a adaptabilidade do Instituto Stowers. Embora seu laboratório conduza normalmente pesquisas em moscas-das-frutas, a proteína investigada neste estudo não existe em moscas-das-frutas, exigindo uma mudança para um organismo de pesquisa diferente: camundongos. Graças aos recursos e Centros de Tecnologia do Instituto, eles puderam rapidamente direcionar seus esforços para investigar a nova hipótese sobre a infertilidade em camundongos.
Outros colaboradores do estudo incluem Emily A. Kesler, Dai Tsuchiya, Dr. Timothy J. Corbin, Kyle Weaver, Andrea Moran, Dr. Zulin Yu, Lane Adams, Kym Delventhal, Dr. Michael Durnin e Dr. Owen Richard Davies. [Medical Express]
