Estudio de las rutas moleculares implicadas en la acción de la melatonina sobre la calcio-calmodulina kinasa II de los espermatozoides

Peña Delgado, Victoria
Pérez Pe, Rosaura (dir.) ; Casao Gascón, Adriana (dir.)

Universidad de Zaragoza, CIEN, 2019
Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Celular, Área de Bioquímica y Biología Molecular

Máster en Biología Molecular y Celular

Resumen: La melatonina es una hormona sintetizada principalmente en la glándula pineal que está implicada en la regulación de muchos procesos biológicos, entre los que se encuentra la reproducción estacional en algunos mamíferos. A nivel celular, la melatonina puede llevar a cabo sus efectos regulatorios a través de dos vías: bien por la unión a receptores específicos de membrana, denominados MT1 y MT2, o bien atravesando directamente la membrana plasmática.
En el espermatozoide ovino se ha descrito que la melatonina modula la capacitación espermática (conjunto de cambios bioquímicos y biofísicos que necesita sufrir un espermatozoide para adquirir capacidad fecundante), de forma que añadida a concentraciones altas (1 M) tiene un efecto descapacitante. Dado que la enzima calcio-calmodulina proteín-kinasa II (CaMKII) también está implicada en la capacitación espermática, el objetivo principal de este trabajo fue evaluar el efecto de la melatonina, y de un agonista y un antagonista de los receptores de la misma, sobre la capacitación espermática y sobre los niveles y la activación por modificaciones postraduccionales de la CaMKII en espermatozoides ovinos.
Para ello, espermatozoides ovinos seleccionados por swim-up se incubaron durante 3 horas en condiciones capacitantes (39 C, 5 % de CO2 y 100 % humedad) en medio TALP (control), en un medio con agentes elevadores del AMPc (cocktail), en medio cocktail con melatonina a una concentración 1 M, y con un agonista (8M-PDOT) o un antagonista (4P-PDOT) de los receptores de melatonina añadidos a diferentes concentraciones (1 M y 10 nM). Tras la incubación se evaluó la motilidad, viabilidad y estado de capacitación mediante tinción con clorotetraciclina y fosforilación en residuos de tirosina evaluados por western-blot. El análisis de los cambios en los niveles de CaMKII y su isoforma CaMKIIα se realizaron mediante un inmunoensayo ELISA y la identificación y cuantificación de las modificaciones post-traduccionales en CaMKII se realizó mediante western-blot.
Los resultados obtenidos mostraron que la incubación con melatonina o su agonista a una concentración 1 M aumentó el porcentaje de espermatozoides no capacitados (P<0,05), mientras que la incubación con el antagonista a ambas concentraciones aumentó el porcentaje de espermatozoides capacitados (P<0,05). Estos resultados sugieren que la melatonina ejercería su efecto descapacitante sobre los espermatozoides ovinos a través de su unión a sus receptores. No obstante, la incubación con melatonina, o con agonistas o antagonistas de sus receptores no tuvo efecto sobre los niveles de CaMKII ni de CaMKIIα. En este trabajo se identificó, por primera vez, la forma fosforilada de la CaMKII en el espermatozoide ovino, una de las formas activas de la enzima, pero no se evidenció de forma concluyente la presencia de la forma oxidada, otra de las posibles vías de activación de la misma. Sin embargo, la melatonina tampoco parece ejercer efecto sobre los niveles de la CaMKII fosforilada.
En conclusión, este trabajo sugiere que la melatonina ejercería su acción descapacitante a través de la unión a sus receptores de membrana, pero no modificaría los niveles o la activación de la enzima CaMKII por medio de modificaciones post-traduccionales, al menos mediante fosforilación.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master