Estudi de la capacitació de l'espermatozoide i com les interaccions embrió-endometri poden inhibir-se per la presència d'una resposta autoimmunitària

Abstract

Els objectius assolits en aquest treball de Tesi Doctoral han permés aprofondir coneixements dins l'àrea de recerca de la Immunologia de la Reproducció. En primer lloc, hem estudiat la funcionalitat de l'espermatozoide de mamífer en el procés de la capacitació i de la reacció acrosòmica mitjançant la utilització d'anticossos monoclonals específics de proteïnes de l'espermatozoide. En segon lloc hem demostrat la presencia d'anticossos anti-endometri en el sèrum de dones estèrils, en particular en el sèrum de dones amb endometriosi.<br/>En la primera part, describim anticossos monoclonals (mAbs) produïts contra diferents proteïnes del plasma seminal. Aquestes proteïnes resten adherides a la membrana plasmática de l'espermatozoide en el moment de l'ejaculació i són alliberades al llarg de la capacitació. Així hem estudiat la disociació de l'antígen reconegut pel mAb SEM-12 en l'espermatozoide humà, com varia la seva localització al llarg de la capacitació. Com a resultat més significatiu, hem descrit que el mAb SEM-12 inhibeix la reacció acrosòmica, la qual cosa ressalta la importancia que té la dissociació d'aquest tipus d'antígens de la membrana de l'espermatozoide. Amb anticossos monoclonals contra l'espermadhesina porcina AWN-1 hem establert, en un model in vivo, com aquesta disociació que observem in vitro, realment també succeeix in vivo. Aquest estudi funcional de l'espermatozoide, s'ha complertat amb experiments sobre l'efecte que la sortida de colesterol de la membrana té sobre la reacció acrosòmica, utilitzant una molécula acceptora de colesterol com és la b-ciclodextrina. Aquesta molécula afavoreix una sortida de colesterol de gairebé el 50% en un temps curt (10-30'), i es tradueix en reacció acrosòmica a partir de les 2 hores. Ambdos procesos, l'alliberament de proteïnes del plasma seminal adherides a la membrana plasmática i la sortida de colesterol estan relacionades entre si i en el temps al llarg de la capacitació de l'espermatozoide.<br/>En la segona part de la Tesi, aportem una técnica de ELISA per la determinació d'anticossos anti-endometri (AEA) en el sèrum de pacients estèrils. Aquesta técnica ha estat validada utilitzant cèl.lules endometrials provinents de biòpsies, i amb diferentes linies cel.lulars d'endometri, utilitzant uns sèrums de dones fértils com a controls per establir un llindar de negativitat pels AEA. Així hem establert que en patologies ginecològiques que cursen amb resposta inflamatòria hi han presents AEA, com per exemple en obstruccions de les trompes de Falopi (aproximadament el 60% de les pacients). Aquests AEA semblen ser conseqüència del desenvolupament de la patología i no la seva causa, ja que en un estudi realitzat amb pacients amb endometriosi hem observat com la presencia de AEA està relacionada amb el grau de desenvolupament de la malaltia; de un 7,4% de pacients amb un grau 1 d'endometriosi eren sèrums AEA pòsitius i aquest percentatge augmenta fins el 45.5% de sèrums AEA positius en pacients amb grau 3 d'endometriosi. Aquests anticossos podrien explicar la mala implantació embrionaria que es descriu en aquest tipus de pacients remeses a fecundació in vitro. El fet que pacients AEA negatives també tinguin aquests problemes implantacionals obre les portes a futurs estudis per avaluar l'efecte de l'estrés oxidatiu en l'aparició d'esterilitat.

The objectives of this Doctoral Thesis are focused on new aspects of Reproductive Immunology. First, we studied the mammalian sperm function, in some physiological processes such as capacitation and acrosome reaction by using sperm specific monoclonal antibodies raised against some sperm proteins. Secondly, we demonstrated the anti-endometrial antibodies in serum from sterile patients, particularly in women with endometriosis.<br/>In the first part of the work, we describe monoclonal antibodies (mAbs) that we have produced and recognize several seminal plasma proteins. These proteins bind to plasma membrane during ejaculation and are dissociated along capacitation. We have studied dissociation of SEM12 antigen, that is recognized by SEM12 mAb on human spermatozoa and its their relocalization along capacitation. The relevant result was that SEM12 mAb inhibited the acrosome reaction. This fact show how important sperm coating proteins are, and how their dissociation is basic for sperm function. With monoclonal antibodies against AWN-1 porcine spermadhesin, we established that seminal plasma proteins dissociation occurs also in vivo in porcine. We also have performed some experiments on cholesterol efflux from sperm plasma membrane, and its effect on acrosome reaction, using b-ciclodextrin as a cholesterol acceptor. A 50% of cholesterol efflux is produced in a short time (10-30'), and after 2 hours of incubation sperm acrosome reaction is promoted. Both processess, dissociation of seminal plasma proteins from sperm plasma membrane and cholesterol efflux are directly related along sperm capacitation.<br/>In the second part of this work, we described an ELISA technique for anti-endometrial antibodies (AEA) determination in serum from sterile patients. This immunoenzymatic technique is validated using, as a antigenic source, endometrial cells from human endometrial biopsies and using two established endometrial cell lines. We used sera from fertile women as a control, in order to establish positivity threshold. We have observed that some women with gynecological pathologies related to inflammatory response have AEA. For exemple, in patients with a tubal obstruction, we found a 60% of positive sera. AEA seems to be consequence of the pathology development but not the cause. In another study, we analyzed sera from patients with endometriosis and we determined that the presence of AEA is related to the degree of endometriosis. A 7.14% of patients with an stage 1 have AEA as compared with stage 3 of endometriosis where we found a 45.5% of positive sera. The presence of AEA antibodies could explain low implantation rates described in these sterile patients. The fact that AEA negative patients also have low embryo implantation rates, open new perspectives for the possible role of oxidative stress in sterility.