La descondensación de la cromatina de espermatozoides de mamíferos: estudio de su mecanismo molecular y su posible utilidad como bioindicador del efecto de disruptores endócrinos

A diferencia de las células somáticas, el espermatozoide posee su cromatina empaquetada principalmente por protaminas en lugar de histonas. Las cisteínas presentes en las protaminas forman puentes disulfuro intra e intercatenarios, lo que le proporciona al núcleo espermático gran estabilidad y resistencia para poder atravesar el tracto masculino, el femenino y llegar con su ADN intacto hasta el sitio de fecundación. Luego que el espermatozoide penetra el oocito es imprescindible que se produzca la descondensación de su cromatina para que se reemplacen las protaminas espermáticas por histonas oocitarias. La descondensación de la cromatina involucra dos eventos: se deben reducir los puentes disulfuro (tiorreducción) y removerse las protaminas. Las moléculas involucradas en estos procesos serían el glutatión reducido (GSH) y el heparán sulfato (HS) oocitarios. Cuando este proceso de condensación de la cromatina, que ocurre durante la espermatogénesis para mantener la integridad del espermatozoide, se ve afectado por diversas causas, puede resultar en fallas de la descondensación que se evidencian una vez que el oocito es penetrado. Por otro lado, es sabido que la exposición a tóxicos ambientales puede provocar efectos deletéreos sobre la calidad de los espermatozoides y la fertilidad masculina. Las técnicas de reproducción asistida han podido resolver problemas de motilidad, defectos espermáticos, concentración de gametas muy reducida en el fluido seminal (oligozoospermia) pero todavía no pueden solucionar los defectos de la descondensación del núcleo espermático dentro del oocito. Esto pone en evidencia la importancia del proceso de descondensación, que no puede ser reemplazado por las técnicas de reproducción asistida, y permite pensar en utilizarlo como un posible indicador del efecto de disruptores endocrinos, tanto in vivo como in vitro. Los objetivos de esta tesis fueron (1) avanzar en el estudio del mecanismo de la descondensación de la cromatina de espermatozoides, así como también en su (2) rol como posible bioindicador de efectos deletéreos causados por tóxicos ambientales o ingeridos, tales como el alcohol y el plaguicida endosulfán. En primer lugar, fue posible caracterizar el sistema de descondensación in vitro en el modelo de ratón al coincubar los espermatozoides con distintos glicosaminoglicanos y GSH, determinándose de esta manera las moléculas candidatas a ser posibles agentes descondensantes, las concentraciones y tiempos óptimos de incubación. Como consecuencia de esto, fue posible detectar un efecto sinérgico existente entre la heparina (utilizada como equivalente molecular del heparán sulfato) y el dermatán sulfato, los únicos glicosaminoglicanos estudiados con potencial capacidad descondensante. El efecto de estos dos glicosaminoglicanos también fue evaluado mediante la técnica de microscopia electrónica de transmisión, la cual puso en evidencia los cambios sufridos por los espermatozoides durante el proceso de descondensación. Una vez caracterizado el sistema, se logró evidenciar el aumento de la descondensación in vitro que ocurre cuando se incuban los espermatozoides con endosulfán o etanol, como también luego de la ingesta de etanol. Además, fue posible evaluar el efecto del plaguicida sobre la fragmentación del ADN, así como también si existe alguna correlación entre la misma y la descondensación de la cromatina. Los efectos del etanol observados in vitro fueron confirmados en experimentos in vivo, en los cuales se intoxicaron ratones macho para realizar experimentos de fecundación in vitro. Estos son los primeros resultados obtenidos descondensando in vitro en presencia de heparina y GSH, espermatozoides previamente incubados con endosulfán o etanol, que ponen de manifiesto que este ensayo podría utilizarse como centinela para evaluar posibles efectos de tóxicos ambientales o ingeridos