Heterogeneous distribution of histone methylation in mature human sperm

Purpose To analyze the presence of various histone modifications in ejaculated human spermatozoa Methods In this prospective study, seminal ejaculates from 39 normozoospermic individuals were evaluated for semen analysis and the presence of histone modifications in isolated nuclei. Results We observed heterogeneous presence of histone methylation in normal mature human sperm. We observed that 12 to 30 % of the nuclei of normal sperm contain a heterogeneous distribution of the marks H3K4Me1, H3K9Me2, H3K4Me3, H3K79Me2, and H3K36Me3. Moreover, the presence of these marks is higher in the poor motile fraction of the ejaculate, which is associated with poor morphology and functional quality. In contrast, we did not observe histone acetylation (H3K4Ac and H4K5Ac) in normal or abnormal mature human sperm Conclusions Defects in the process of spermatogenesis may alter the correct epigenetic programing in mature sperm. Further studies are required to evaluate the impact of these findings in human infertilityFil: la Spina, Florenza Antonella. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); ArgentinaFil: Romanato, Marina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); ArgentinaFil: Brugo Olmedo, Santiago. Centro Médico Seremas; ArgentinaFil: de Vicentiis, Sabrina. Centro Médico Seremas; ArgentinaFil: Julianelli, Vanina Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); ArgentinaFil: Rivera, Rocío M.. University Of Missouri; Estados UnidosFil: Buffone, Mariano Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental (i); Argentin

Estudios de eventos celulares y moleculares in vitro e in vivo asociados al proceso de exocitosis acrosomal de espermatozoides murinos

Fil: La Spina, Florenza Antonella. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Buenos Aires, ArgentinaLos espermatozoides de mamífero necesitan experimentar, dentro del tracto reproductor femenino, una serie de cambios celulares y moleculares denominados en conjunto\ncapacitación para poder fecundar al ovocito. Estas modificaciones altamente reguladas\nprepara a los espermatozoides para realizar dos eventos fundamentales para la\nfecundación: la hiperactivación y la exocitosis acrosomal (EA). La EA es un proceso\nsecretorio único, e irreversible que es iniciado luego de la interacción de los\nespermatozoides con ciertos inductores fisiológicos presentes en el tracto reproductor\nfemenino.\nEn las últimas décadas, el dogma prevalente en el campo sostuvo que el espermatozoide\npara poder llevar a cabo la EA debía interaccionar directamente con la zona pelúcida (ZP)\ndel ovocito. Sin embargo, en los últimos años ha surgido nueva evidencia,\nfundamentalmente en el modelo murino, que contradice dicho paradigma. En virtud de\nque el conocimiento de este proceso fue obtenido de ensayos experimentales realizados\nin vitro, nos propusimos estudiar la EA con enfoques novedosos y originales que incluyen\nentre otras cosas, la posibilidad de observación dentro del tracto reproductor de la\nhembra. El objetivo central de nuestro trabajo fue estudiar la respuesta a los inductores\nfisiológicos de la EA in vitro y los sitios de ocurrencia de este proceso in vitro e in vivo en\nel modelo murino. Nosotros proponemos como hipótesis general que la estabilidad del\nacrosoma y los estímulos adecuados para inducir la EA están estrechamente regulados\npor la interacción del espermatozoide con el entorno fisiológico del oviducto.\nEn el presente trabajo utilizamos como principal modelo experimental, espermatozoides\ntransgénicos CAG/mt-DsRed2, Acr-EGFP para monitorear el estado acrosomal. La\nventaja de estos espermatozoides transgénicos es que cuando ocurre la EA, el contenido\nacrosomal se libera al medio y la marca fluorescente verde se pierde (ausencia de marca\nEGFP), pudiendo observar en tiempo real cuando está ocurriendo el proceso exocítico.\nNuestros experimentos reforzaron la hipótesis de otros grupos que sostienen que la ZP\ntiene la capacidad de inducir o acelerar la EA en condiciones in vitro, solo cuando es\nutilizada en su forma solubilizada. Asimismo, la progesterona, otro de los inductores\nfisiológicos ampliamente estudiado, es un débil estimulante de la EA en concentraciones\ncercanas a las observadas en el tracto reproductor femenino, siendo una molécula\nimportante pero no estrictamente necesaria para que ocurra la fertilización in vitro. En \nexperimentos utilizando un sistema de imágenes en tiempo real, se observó que el\ncomplejo de células de la granulosa que rodea al ovocito (cumulus oophorus, COC) no\nsería el sitio de ocurrencia de la exocitosis acrosomal in vitro. Teniendo en cuenta todo\nesto, nos propusimos evaluar los efectos al disminuir la concentración de progesterona\nutilizando trilostano, un inhibidor competitivo de la proteína 3-? deshidrogenasa (3?-HSD),\nla cual es esencial para la síntesis de este esteroide. En ensayos donde se realizó una\ndisminución de la concentración de progesterona en el cumulus oophorus, no se observó\nun efecto sobre la tasa de fertilización in vitro, aunque otros factores propios presentes en\ndicho complejo de células del cumulus-ovocito estarían participando en generar una\nmayor eficiencia en la fertilización. En estudios in vivo, realizados mediante el apareo de\nratones transgénicos con hembras wild-type, se concluyó que la EA es inducida dentro del\ntracto femenino en los segmentos altos del oviducto (istmo alto), previo a la interacción\ncon la ZP y el cumulus oophorus por factores presentes en el mismo que aún no han sido\nidentificados. Mientras que aquellos espermatozoides que logran migrar a el ámpula se\nencontraron en su amplia mayoría ya reaccionados.\nCon el objetivo de estudiar más profundamente la función de esta hormona en el tracto\nfemenino, en particular, como principal molécula capaz de iniciar la EA, se realizaron\nestudios in vivo donde se logró disminuir su concentración presente en los COC utilizando\nherramientas farmacológicas. La disminución significativa en la concentración de este\nesteroide generada por la administración de trilostano a ratones hembras al momento de\nla ovulación, produjo una menor tasa de fertilización in vivo. Esta disminución sería\noriginada principalmente por un menor número de espermatozoides con capacidad de\nmigrar a través del oviducto y no por una imposibilidad de realizar la EA, ya que los\nespermatozoides observados en los segmentos altos del oviducto, no presentaban sus\nacrosomas. La coadministración de progesterona junto con el inhibidor trilostano pudo\nrecuperar parcialmente los efectos observados con el inhibidor.\nComo conclusión, en este trabajo de tesis demostramos por primera vez que, en el\nmodelo murino, la mayoría de los espermatozoides en su entorno fisiológico realizan la\nEA antes de entrar en el ámpula e interaccionar con los ovocitos. El o los inductores\nresponsables de iniciar la EA en este sitio del tracto reproductor femenino deberán ser\nidentificados en futuras experimentaciones

The path of the sperm to the egg

Fil: la Spina, Florenza Antonella. 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: 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; Argentin

Low level laser therapy (LLLT) modulates ovarian function in mature female mice

It is known that LLLT has beneficial effects on several pathological conditions including wound healing,pain and inflammation. LLLT modulates biological processes, including cell proliferation, apoptosis andangiogenesis. In the present study, we examined the effect of local application of LLLT on follicular dynamics,ovarian reserve, AMH expression, progesterone levels, apoptosis, angiogenesis, and reproductiveoutcome in adult mice. LLLT (200 J/cm2) increased the percentage of primary and preantral follicles,whilst decreasing the percentage of corpora lutea compared to control ovaries. LLLT-treated ovaries didnot exhibit any changes regarding the number of primordial follicles.We observed a higher percentage ofAMH-positive follicles (in early stages of development) in LLLT-treated ovaries compared to controlovaries. LLLT reduced the P4 concentration and the apoptosis in early antral follicles compared to controlones. LLLT caused a reduction in the endothelial cell area and an increase in the periendothelial cell areain the ovary. Additionally, LLLT was able to improve oocyte quality. Our findings suggest that localapplication of LLLT modulates follicular dynamics by regulating apoptosis and the vascular stability inmouse ovary. In conclusion, these data indicate that LLLT might become a novel and useful tool in thetreatment of several pathologies, including female reproductive disorders.Fil: Oubiña, Gonzalo. 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: Pascuali, Natalia Marisa. 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: Scotti, Leopoldina. 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: Di Pietro, Mariana. 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: la Spina, Florenza Antonella. 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: 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: Higuera, Javier. Consultorio Odontológico Particular Higuera; ArgentinaFil: Abramovich, Dalhia Nurit. 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: Parborell, Maria Fernanda Agustina. 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; Argentin

Src is the connecting player between PKA activation and hyperpolarization through SLO3 regulation in mouse sperm

Plasma membrane hyperpolarization is crucial for mammalian sperm to acquire acrosomal responsiveness during capacitation. Among signalling events leading to mammalian sperm capacitation, the immediate activation of protein kinase A plays a pivotal role, promoting the subsequent stimulation of protein tyrosine phosphorylation that associates with fertilizing capacity. We have previously shown that mice deficient on the tyr-kinase cSrc are infertile, and exhibit an improper cauda epididymis development. It is therefore not clear whether lack of sperm functionality is due to problems in epididymal maturation or to the absence of cSrc in sperm. To further address this problem, we investigated the kinetics of cSrc activation using anti phosphor Y416-cSrc antibodies that only recognize active cSrc. Our results provide evidence that cSrc is activated downstream of PKA and that inhibition of its activity blocks the capacitation-induced hyperpolarization of the sperm plasma membrane without blocking the increase in tyrosine phosphorylation that accompany capacitation. In addition, we show that cSrc inhibition also blocked the agonist-induced acrosome reaction and that this inhibition is overcome by pharmacological hyperpolarization. Considering that the capacitation-induced hyperpolarization is mediated by SLO3, we evaluated the action of cSrc inhibitors on heterologously expressed SLO3 channel. Our results indicate that, similarly to SLO1 K+ channels, cSrc blockers decreased significantly SLO3-mediated currents. Altogether these results are consistent with findings that hyperpolarization of the sperm plasma membrane is necessary and sufficient to prepare the sperm for the acrosome reaction and suggest that changes in sperm membrane potential are mediated by cSrc activation.Fil: Stival, Cintia Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: la Spina, Florenza Antonella. 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: Baró Graf, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Arcelay, Enid. University of Massachussets; Estados UnidosFil: Arranz, Silvia Eda. 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: Ferreira, Juan J.. University of Washington. School of Medicine; Estados UnidosFil: Le Grand, Sibylle. University of Washington. School of Medicine; Estados UnidosFil: Dzikunu, Victor A.. University of Washington. School of Medicine; Estados UnidosFil: Santi, Celia M.. University of Washington. School of Medicine; Estados UnidosFil: Visconti, Pablo E.. 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: Krapf, Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentin