MRP4-mediated cAMP efflux is essential for mouse spermatozoa capacitation

Mammalian spermatozoa must undergo biochemical and structural changes to acquire the capacity for fertilization, in a process known as capacitation. Activation of PKA enzymes is essential for capacitation, and thus cAMP levels are tightly regulated during this process. Previously, we demonstrated that during capacitation, bovine spermatozoa extrude cAMP through multidrug resistance-associated protein 4 (MRP4, also known as ABCC4), which regulates intracellular levels of the nucleotide and provides cAMP to the extracellular space. Here, we report the presence of functional MRP4 in murine spermatozoa, since its pharmacological inhibition with MK571 decreased levels of extracellular cAMP. This also produced a sudden increase in PKA activity, with decreased tyrosine phosphorylation at the end of capacitation. Blockade of MRP4 inhibited induction of acrosome reaction, hyperactivation and in vitro fertilization. Moreover, MRP4 inhibition generated an increase in Ca2+ levels mediated by PKA, and depletion of Ca2+ salts from the medium prevented the loss of motility and phosphotyrosine inhibition produced by MK571. These results were supported using spermatozoa from CatSper Ca2+ channel knockout mice. Taken together, these results suggest that cAMP efflux via MRP4 plays an essential role in mouse sperm capacitation.This article has an associated First Person interview with the first author of the paper.Fil: Alonso, Carlos Agustín Isidro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Lottero Leconte, Raquel María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Luque, Guillermina Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Vernaz, Z. J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Di Siervi, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Farmacológicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones Farmacológicas; ArgentinaFil: Gervasi, Maria Gracia. University of Massachussets; Estados UnidosFil: Buffone, Mariano Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Davio, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Farmacológicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones Farmacológicas; ArgentinaFil: Perez Martinez, Silvina Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; Argentin