Sendo a infertilidade masculina uma preocupação global crescente que afeta aproximadamente 12% dos homens, de acordo com os Institutos Nacionais de Saúde, uma equipa de investigação da Penn State descobriu um gene que desempenha um papel fundamental no início e na manutenção da espermatogênese. A descoberta, disseram eles, pode abrir uma porta para futuras terapias para aumentar a contagem de espermatozoides.

Num estudo recente publicado na Development , os investigadores relataram que o gene PRAMEL1 é fundamental para o início e manutenção da espermatogênese, o processo de produção de espermatozóides móveis – capazes de se movimentar. Os espermatozóides, normalmente com uma cabeça compacta e uma cauda longa e filiforme para nadar, são a célula sexual masculina madura de um animal pela qual o óvulo feminino é fertilizado.

"Ao analisar modelos de camundongos com PRAMEL1 inativado, descobrimos que o gene regula com precisão os mecanismos de sinalização genética, desempenhando um papel fundamental no estabelecimento adequado das rodadas iniciais e subsequentes da espermatogênese", disse o líder da equipe Wansheng Liu, professor de animais da Penn State. genômica.

Nas últimas quatro décadas, a contagem de espermatozoides nos homens caiu 52%, segundo Liu. Além disso, este declínio persiste a uma taxa anual de 1,4% nas populações ocidentais, e condições como a azoospermia – ausência de espermatozoides viáveis ??– e a oligozoospermia – baixos níveis de espermatozoides – são cada vez mais prevalentes.

Este declínio na produção de espermatozoides constitui um desafio social e biológico substancial, destacou Liu.

“Infelizmente, a nossa compreensão da espermatogênese permanece limitada, tornando um desafio conceber estratégias para mitigar e tratar a infertilidade”, disse ele. “Nosso trabalho recente concentra-se nos mecanismos moleculares e celulares subjacentes ao início e manutenção da espermatogênese em mamíferos”.

Os pesquisadores concentram seu trabalho no PRAME, uma família de genes multicópia que compreende aproximadamente 60 membros no genoma humano e cerca de 90 membros no genoma do camundongo. As proteínas PRAME são predominantemente expressas em tecidos gonadais – testículos e ovários.

Durante um período considerável, os cientistas encontraram desafios significativos na decifração dos papéis funcionais dos genes da família PRAME na reprodução devido ao extenso tamanho da família e aos padrões de expressão sobrepostos, explicou Liu. Mas em estudos anteriores realizados no seu laboratório na Faculdade de Ciências Agrícolas – liderados por Mingyao Yang, que concluiu recentemente o seu doutoramento no laboratório de Liu – os investigadores começaram a compreender o papel dos genes PRAME.

“Foi então que decidimos ver o que aconteceria se excluíssemos estes genes, para saber qual é o efeito desta proteína durante a espermatogênese”, disse Yang, que é o primeiro autor do artigo que relata o papel do PRAMEL1. “Em nossa recente pesquisa, eliminamos com sucesso dois membros da família PRAME de camundongos, descobrindo novos insights sobre os papéis da família PRAME no início e na manutenção da espermatogênese”.

Coletivamente, essas descobertas indicam fortemente que o PRAMEL1 regula com precisão a sinalização do ácido retinóico, disse ela. O ácido retinóico é essencial para o comprometimento dos espermatozoides com a espermatogênese nos testículos, portanto esta sinalização desempenha um papel fundamental no estabelecimento adequado das fases inicial e subsequente da espermatogênese.

No entanto, o funcionamento dos genes PRAME na espermatogênese é complexo, observou Yang, que recentemente defendeu com sucesso a sua tese de doutoramento sobre a investigação PRAME em ratos. Tanto ela como Liu ficaram surpresos ao descobrir que a deficiência de PRAMEL1 levou ao aumento da fecundidade – a capacidade de produzir descendentes em abundância – em machos jovens, enquanto a deficiência de PRAMEL1 teve o efeito oposto em machos maduros , causando diminuição da fecundidade.

“Então, você pode ver que a mesma família de genes pode ter uma função complicada nas reações relacionadas à idade”, disse Liu.

O fato de a expressão dos genes PRAME afetar camundongos jovens e mais velhos de maneira diferente pode ter implicações para a crise de infertilidade masculina humana , sugeriu Liu.

"Essa deveria ser uma função consistente, certo?" Liu perguntou. “Não esperávamos descobrir que a função desses genes em animais jovens e em animais mais velhos é diferente. Descobrimos uma parte muito complicada – algo muito mais complicado do que pensávamos sobre a regulação genética. ."