Výzkum role proteinových sítí při oplození může pomoci objasnit neplodnost

Důležitým aspektem oplození u savců je vzájemná komunikace proteinových sítí, které se nacházejí na vajíčku i na spermii. Tyto proteinové komplexy procházejí mnohými změnami a přeskupováním v průběhu pohybu spermie reprodukčním traktem, kdy dochází ke zrání spermie, tzv. maturaci.

Pouze kvalitní spermie je schopna projít těmito klíčovými změnami, které jsou završeny schopností spermie proniknout obaly vajíčka díky tzv. akrozomální reakci. „V rámci projektu jsme studovali chování a dynamiku proteinů právě při maturaci spermií a akrozomální reakci, kdy dochází k fúzi membrán spermie na hlavičce, což vede nejen k řízenému vyloučení enzymů, ale i relokaci mnohých proteinových sítí do místa, kterým spermie s vajíčkem fúzuje,“ uvádí řešitelka projektu financovaného Grantovou agenturou České republiky RNDr. Kateřina Komrsková, Ph.D.

Vzájemná lokalizace α6 and β1 integrinových podjednotek a přítomnost α6β1 heterodimeru v hlavičce spermie myši detekovaná pomocí STED superrezoluční mikroskopie (a,c); proximity ligation assay (b); vizualizace kolokalizace (žluté šipky) pomocí Huygens software založeného na Pearson’s korelační koeficient (d).

Její tým zjistil, že při těchto procesech jsou proteinové sítě, které patří do rodiny tetraspaninů a integrinů, dynamické a chování těchto proteinů je v mnohých aspektech druhově specifické a například u člověka odráží mnohé patologické stavy spermií.

Součástí projektu bylo poskytnutí přehledu o aktivní dynamice proteinových interakčních a strukturních sítí, které se účastní spletitého procesu fúze pohlavních buněk. Vědci projektem zásadně přispěli k definování nových aspektů role tetraspaninů (CD9, CD81, CD151) a nově lokalizovaných integrinových heterodimerů (alpha6/beta4, alpha3/beta1 a alpha6/beta1) na spermii a ukázali jejich nezastupitelnost v procesu oplození.

„Naše snaha směřovala k výstupům, které mají zásadní přesah do asistované reprodukce, a to nejen v humánním lékařství, ale i veterinární praxi,“ říká dr. Komrsková, vedoucí Laboratoře reprodukční biologie Biotechnologického ústavu Akademie věd. Podle ní bylo největší výzvou získávání dostatečného množství lidského materiálu (spermií a vajíček), které byly poskytovány na základě souhlasu dárců a v souladu s uděleným souhlasem etických komisí.

Lokalizace CD151 a integrinové podjednotky α6 v myších epididymálních spermiích a jejich interakce

„Naše velké díky patří všem dárcům a kolegům z center asistované reprodukce, kteří s námi na projektu spolupracovali,“ oceňuje Kateřina Komrsková.

Do tříletého projektu bylo aktivně zapojeno průměrně pět odborných pracovníků, technický personál a studenti. Projekt přispěl k realizaci a dokončení tří doktorských a pěti diplomových prací, pomohl také směrovat náplň několika bakalářských prací. Současně projekt pomohl s ukotvením vědecké kariéry čtyř postdoktorandů. Důležitá byla i zahraniční spolupráce, do jednotlivých částí řešení projektu bylo zapojeno osm zahraničních pracovišť, které přispívaly svým know-how.

Tým RNDr. Kateřiny Komrskové publikoval o své práci úctyhodných 19 publikací v impaktovaných časopisech, přičemž 18 těchto publikací mělo exkluzivní dedikaci na daný projekt GA ČR.

Publikace přinesly nové cenné mezinárodní spolupráce, které vznikly v průběhu projektu právě v důsledku publikační aktivity. „Tyto spolupráce stále trvají, rozvíjejí se a další přicházejí. Cenné je, že mnohé z těchto spoluprací byly iniciovány zahraniční skupinou, která nás na základě publikací oslovila. S publikacemi souvisí i zvané přednášky na mezinárodních konferencích a prestižních akademických seminářích,“ vyjmenovává následné aktivity RNDr. Kateřina Komrsková, Ph.D., která v současné době pracuje na dalších třech projektech, které se týkají reprodukce a neplodnosti.

Zdroj: Tisková zpráva GA ČR