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Grupo da Unesp busca identificar estratégias farmacológicas para reduzir a motilidade dos espermatozoides, dificultando sua jornada até o óvulo

Por Janaína Simões em Agência FAPESP – Pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) estudaram uma proteína existente no espermatozoide e descobriram dois novos alvos que, combinados, podem ser utilizados para o desenvolvimento de anticoncepcionais masculinos. O estudo também demonstra a viabilidade de usar camundongos como modelo para testes in vivo. Até o momento, os cientistas interessados nessa proteína têm feito experimentos com primatas, o que torna a pesquisa mais complexa, demorada e cara.

O foco do projeto é a EPPIN, sigla em inglês para inibidor de protease epididimária, cuja função principal é modular a motilidade dos espermatozoides, ou seja, sua capacidade de nadar até o óvulo. Cientistas e indústria farmacêutica procuram desenvolver anticoncepcionais masculinos que atuem na motilidade do espermatozoide, pois é mais difícil chegar a um fármaco capaz de impedir a produção do gameta masculino.

“O grau de complexidade da produção do espermatozoide é maior que o da produção do óvulo feminino. O processo de espermatogênese dura cerca de dois meses e ocorre de forma contínua”, explica Erick José Ramo da Silva, professor do Departamento de Biofísica e Farmacologia do Instituto de Biociências de Botucatu (IBB-Unesp) e um dos autores do artigo Dissecting EPPIN protease inhibitor domains in sperm motility and fertilizing ability: repercussions for male contraceptive developmentpublicado na revista Molecular Human Reproduction. “Se fosse produzido um contraceptivo masculino que impedisse a produção do espermatozoide, o medicamento demoraria de três a quatro meses para apresentar efeito a partir do momento em que um homem começasse a usá-lo”, completa.

Autorização para nadar

Para entender como a EPPIN atua, é preciso antes saber alguns detalhes sobre o processo de fertilização humana. Quando o homem ejacula, o espermatozoide é expulso do epidídimo, onde fica armazenado, e segue pela uretra, sendo banhado nesse caminho por vários fluidos vindos de órgãos como a glândula seminal, a próstata e o epidídimo.

No caso dos mamíferos, especialmente dos primatas, o sêmen recém-ejaculado tem aspecto gelatinoso e é bastante viscoso, pois é composto por várias proteínas que formam o chamado coágulo de sêmen. Uma delas é a semenogelina, com a qual a EPPIN interage, bloqueando a locomoção do espermatozoide. “Até a ejaculação, o espermatozoide não nada, apesar de já ter a maquinaria para isso”, explica Ramo da Silva.

Para continuar seu caminho em direção ao óvulo, o espermatozoide precisa ser liberado do coágulo de sêmen, que é semelhante a um gel em razão da presença de proteínas secretadas pelas vesículas seminais. Nesta etapa entra em ação a protease PSA, ou antígeno prostático específico, conhecida como marcador para diagnóstico de câncer de próstata. A PSA cliva várias proteínas que formam esse coágulo, liquefazendo o sêmen. Entre as proteínas “quebradas” está a semenogelina.

“Com a clivagem feita pela protease PSA, o espermatozoide pode nadar, o que chamamos de motilidade progressiva, e penetrar nas camadas mais externas do óvulo, em um movimento conhecido como motilidade hiperativada”, detalha o pesquisador.

Esse processo de clivagem de proteínas pela PSA ocorre no trato reprodutor feminino, entre cinco e dez minutos após a ejaculação. “Até o momento em que a PSA atua, o único mecanismo que está levando o espermatozoide em direção ao óvulo é a ejaculação. Ele não precisa de motilidade antes dessa etapa e por isso salva energia para percorrer todo o restante do caminho até o útero”, acrescenta.

Em pesquisas anteriores, macacos receberam vacinas de EPPIN humana recombinante [produzidas em laboratório por microrganismos geneticamente modificados] e desenvolveram anticorpos capazes de se ligar a essa proteína, o que causou infertilidade ao bloquear os processos de quebra da semenogelina e atrasar a liquefação do sêmen. Isso comprovou que a EPPIN está relacionada ao controle da motilidade do espermatozoide.

Como há muitas diferenças entre roedores e primatas, a opção inicial dos cientistas foi trabalhar com os animais do segundo grupo. Já na pesquisa conduzida pela equipe de Ramo da Silva, a opção foi usar os camundongos como modelo experimental. Isso porque eles apresentam uma proteína, a SVS2, que faz o mesmo papel da semenogelina nos humanos: se une à EPPIN e bloqueia o movimento do espermatozoide.

Resultados promissores

Na pesquisa conduzida na Unesp, os camundongos receberam três tipos de anticorpos para verificar se eles se ligavam à EPPIN e bloqueavam a motilidade dos espermatozoides. Ao se ligarem à molécula-alvo, os anticorpos mostraram em que domínios da proteína deveria haver uma intervenção para reduzir ou impedir a motilidade do espermatozoide.

“Como os anticorpos são feitos para atuar contra um pedaço da proteína, eles não se ligam a outras porções da EPPIN”, explica o cientista.

Os anticorpos que inibiram a motilidade espermática se ligaram a uma região inicial da cadeia peptídica chamada de “C-terminal Kunitz”, o que já era esperado. Mas outros anticorpos que se ligaram ao domínio “N-terminal WFDC” também apresentaram capacidade de inibir a motilidade espermática – uma novidade para os cientistas. Além disso, ambos os anticorpos contra as regiões C-terminal e N-terminal promoveram a inibição da taxa de fertilização in vitro, confirmando que sua ligação à EPPIN afeta o potencial fértil do espermatozoide.

Ao verificar a motilidade dos espermatozoides, foi constatada a sua redução, o que comprova que ambas as regiões apresentam inibidores de protease que regulam a motilidade e que podem ser alvo de novos fármacos. Ou seja, a pesquisa mostrou ser possível desenhar moléculas que se liguem a essas duas regiões e não apenas à C-terminal, impedindo a motilidade dos espermatozoides.

A pesquisa também aponta quais sequências da cadeia de 133 aminoácidos que formam a EPPIN devem ser o alvo de quem pensa em desenvolver um anticoncepcional masculino que atue na motilidade dos espermatozoides. Por fim, comprova que é possível usar camundongos como modelos para testes in vivo, o que pode tornar a pesquisa pré-clínica mais simples, rápida e barata.

O artigo da Molecular Human Reproduction que descreve esses resultados tem como autores principais Alan Andrew dos Santos Silva e Tamiris Rocha Fanti Raimundo, que desenvolveram a pesquisa durante o mestrado no Departamento de Biofísica e Farmacologia do IBB-Unesp. O estudo foi desenvolvido em parceria com o Departamento de Farmacologia e também com o de Ciências Biológicas da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), além do Instituto de Biología y Medicina Experimental do Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, da Argentina.

A pesquisa foi apoiada pela FAPESP por meio de três projetos (15/08227-017/11363-8 e 19/13661-1) e pode ser acessada na íntegra em: https://doi.org/10.1093/molehr/gaab066.

Como próximos passos, Ramo da Silva vai coordenar uma equipe que procurará desenhar pequenas sequências de aminoácidos capazes de se ligar à EPPIN de forma semelhante à da semenogelina e testá-los para ver se interrompem a motilidade espermática. Já há uma parceria com pesquisadores de Portugal e do Reino Unido com esse objetivo.

A ideia é testar em camundongos no Brasil e usar sêmen humano nos testes em Portugal, onde os procedimentos para obter esse material biológico são mais céleres. “Queremos estudar agora o mecanismo de ação, como ocorre a inibição e quais etapas acontecem para ocorrer a interrupção da motilidade. Com isso, podemos identificar até outros alvos, outras proteínas específicas do espermatozoide que estão envolvidas nesse processo”, finaliza.

Este texto foi originalmente publicado por Agência Fapesp de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original.