Biología de la Reproducción en Mamíferos

Reproducción: Interacción Espermatozoide-Oviducto; capacitación espermática.

Reproduction: Sperm-Oviduct Interaction; sperm capacitation.

INVESTIGADOR RESPONSABLE

Dra. Silvina Perez Martinez

Investigador Independiente CONICET

Información del Laboratorio

Línea de Investigación

Líneas de Investigación

Palabras Claves: Microambiente oviductal, receptores espermáticos, motilidad, capacitación espermatica, fertilidad masculina.

El laboratorio de Biología de la Reproducción en Mamíferos estudia hace más de 15 años la interacción entre moléculas del microambiente oviductal con los espermatozoides y el proceso de selección, por parte del tracto reproductor, de los espermatozoides más competentes para la fecundación. Hemos desarrollado y establecido un modelo para seleccionar espermatozoides y evaluar la capacidad fecundante mediante la utilización de cultivos de epitelio oviductal en la especie bovina. Nuestras investigaciones se focalizan en el estudio de la participación de moléculas del entorno oviductal y su receptor espermático en la regulación de la capacidad fecundante en diferentes especies de mamíferos. Entre ellas hemos descripto; 1) a la fibronectina (glicoproteína de la matriz extracelular) oviductal y su receptor integrina α5β1, 2) los componentes del sistema endocannabinoide como la AEA (principal endocannabinoide), los receptores cannabinoides CBs, vanilloides TRPVs y GPR55 y las enzimas de metabolización de AEA (FAAH, NAPE-PLD); y 3) el sistema de exclusión de AMPc a través de la proteína transportadora de multidrogras 4 (MRP4).

1). La participación de la fibronectina /integrina α5β1 en la capacitación espermática ha sido descripta en las siguientes publicaciones de nuestro grupo de investigación; Osycka-Salut y col., 2017 y 2020; Martínez-León y col., 2015 y 2019. Hemos determinado la presencia y localización de la integrina α5β1 y su función en la capacitación espermática en espermatozoides humanos y bovinos. Encontramos también una correlación positiva entre el patrón de localización de la integrina en la región postacrosomal en la población espermática de una muestra de semen bovino y la tasa de clivaje obtenido en estudios de FIV.

2). La participación del sistema endocannabinoide en la capacitación espermática han sido descriptos en las siguientes publicaciones: Gervasi y col., 2009, 2011, 2013, 2016; Osycka Salut y col., 2012; Osycka Salut y col., 2020). La activación del sistema endocannabinoide mediante AEA está involucrada en la adquisición de la capacidad fecundante en bovinos, dado que regula vías asociadas a la capacitación a través de los receptores CB1 y TRPV1 y la motilidad espermática a través de los receptores CB1 y GPR55 (Gervasi y col., 2009; 2011; 2013 y 2016; Osycka-Salut y col., 2012; 2020).

3). La participación del sistema de exclusión de AMPc a través de MRP4 en la capacitación y en la motilidad espermática han sido descriptos en las siguientes publicaciones: Osycka-Salut y col., 2014, Alonso y col., 2017, 2019; Chiarante y col., 2020). Los espermatozoides bovinos excluyen AMPc a través del transportador MRP4 para regular los niveles intracelulares del nucleótido y ejercer su efecto autocrino/paracrino como parte del mecanismo de adquisición de la capacidad fecundante (Osycka-Salut y col., 2014; Alosnos y col., 2019; Chiarante y col., 2020). Una vez en el espacio extracelular, el AMPc está involucrado en la activación de la cascada de fosforilaciones asociadas a la capacitación e incrementa la tasa de fertilización vitro (FIV), sugiriendo un rol para el AMPc como promotor de la capacidad fecundante en espermatozoides bovinos criopreservados (Alonso y col., 2017).

Investigation line

In our laboratory, we developed an in vitro model to study the sperm oviduct interaction and molecules from the oviductal environment that participate in this interaction. We have studied the participation of anandamide (AEA), an endocannabinoid, that induces sperm release from the oviductal epithelia and sperm capacitation in bovines. Our findings also indicate that estradiol and /or fibronectin regulate the synthesis of AEA and an increase in sperm nitric oxide and calcium levels is involved in the mechanism of action of AEA.

On the other hand, we have studied the function of the endocannabinoid system (ECS) in the regulation of sperm motility in human. Our results indicate that an aberrant ECS may be involved in asthenospermia, main cause of male infertility. This might contribute to development of new treatments for this pathology.
We also study the regulation of the cAMP exclusion through the transporter MRP4, and the molecular pathways activated by the extracellular cAMP that is excluded during the bicarbonate-induced sperm capacitation in bovine and mouse models.

Convenios y Docencia

Colaboradores externos:

Maria Gracia Gervasi.University of Massachusetts, Amherst, MA.
Carlos Davio.Instituto de Investigaciones Farmacológicas, Facultad de Farmacia y Bioquímica (ININFA-UBA-CONICET).
Maria Laura Ribeiro. Laboratorio de Fisiología y Farmacología de la Reproducción, CEFYBO CONICET – Universidad de Buenos Aires (UBA).
Alicia Jawerbaum. Laboratory of Reproduction and Metabolism, CEFYBO-CONICET, Universidad de Buenos Aires (UBA).
Gastón Rey Valzacchi, Red de Medicina Reproductiva y Molecular (PROCREARTE), Buenos Aires
Mariano Buffone. Laboratorio de Biología Celular y Molecular de la Reproducción. Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME-CONICET)
Adrián Mutto. Laboratorio de Biotecnologías Reproductivas y mejoramiento genético animal-Instituto de Investigaciones Biotecnológicas- IIB-Universidad Nacional de San Martín.
Manuel Villalón. Departamento de Ciencias Fisiológicas, Facultad de Ciencias Biológicas, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile.
Emilce S. Diaz. Laboratorio de Biología de la Reproducción. Departamento de Biomedicina, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de Antofagasta, Antofagasta, Chile.
Justin Konje. Endocannabinoid Research Group, Reproductive Sciences Section, Cancer Studies and Molecular Medicine, University of Leicester, Leicester, UK.
Marcelo Miragaya: Cátedra de Teriogenología, Instituto de Investigación y Tecnología en Reproducción Animal (INITRA/Fvet UBA).
Andrés Gambini: Laboratorio de Biotecnología Animal(FAUBA) Facultad de Agronomía-UBA
Andreina Cesari: Laboratorio de Biología de Procariotas y Gametas- Instituto de Investigaciones Biológicas-CONICET/UNMdP- Mar del Plata.

Tesis Doctorales:

Carlos Agustín Isidro Alonso: (becario doctoral CONICET 2014-2019) Facultad de Farmacia y Bioquímica (UBA); Título: Participación del proceso de exclusión de AMPc a través del transportador MRP4 en la capacitación espermática en mamíferos; año de defensa: 2018.
Claudia Elena Osycka-Salut: (becaria doctoral CONICET 2012- 2017) Universidad Nacional de San Martín (IIB-UNSAM); Título: Participación de la fibronectina oviductal en la regulación de la adquisición de la capacidad fecundante: Estudio de la activación del sistema endocannabinoide del espermatozoide bovino”; año de defensa: 2017.
María Gracia Gervasi: (becaria doctoral CONICET 2008-2013) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA); Título: Participación de la anandamida en la liberación de los espermatozoides del epitelio oviductal bovino; año de defensa: 2013.
V. Raquel María Lottero-Leconte: (becaria Foncyt 2016-2019; becaria CONICET 2019-2022) Facultad de Farmacia y Bioquímica (UBA); La dinámica de activación de los receptores cannabinoides por anandamida regula la función espermática afectando la capacidad fecundante en espermatozoides de mamíferos; Tesis en curso; posible defensa año 2022.
V. Camila Arroyo-Salvo: (becaria CONICET 2019-2024); Facultad de Veterinaria (UBA); Título: Evaluación de la influencia del microambiente oviductal en la capacitación espermática: implicancia de su utilización como estrategia de selección espermática en las biotecnologías reproductivas en equinos y bovinos; Tesis en curso.
Sofía Rio (becaria Foncyt 2021-2024); Evaluación de la influencia del ambiente oviductal en la adquisición de la capacidad fecundante en humanos. Tesis en curso.

Tesis de Licenciatura:

2019: Lic. Zoilo Vernaz: Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA); título: Determinación de marcadores moleculares para la predicción de la calidad espermática en humanos.

2017: Lic. Luciana Castellano: Universidad Nacional de San Martin (IIB-UNSAM); título: Determinación de marcadores moleculares para la predicción de la calidad espermática en bovinos”.

2010: Claudia Elena Osycka-Salut. Título: obtenido: Licenciada en Biotecnología de la Universidad Nacional General de San Martín.

2007: María Gracia Gervasi, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Participación de la anandamina en la regulación de la interacción espermatozoide oviducto en bovinos

Actividad Docente:

2012 – actual: Organización del curso “Modelos Experimentales utilizados para el Estudio en Reproducción”. Docentes a cargo: María Laura Ribeiro, Silvina Perez Martinez.
Convenio CEFYBO – Sociedad Argentina de Biología (SAB)
Lugar: CEFYBO (CONICET – Facultad de Medicina, UBA)

Publicaciones

45 publicaciones total (últimos 5 años):

2022-. Evaluation of sperm integrin α5β1 as a potential marker of fertility in humans Zoilo José Vernaz, Raquel María Lottero-Leconte, Carlos Agustín Isidro Alonso, Sofía Rio, Maia Florencia Morales, Camila Arroyo-Salvo, Carla C. Valiente, María Lovaglio Diez, María Eugenia Bogetti, Gabriela Arenas, Gastón Rey-Valzacchi, Silvina Perez-Martinez (en prensa, Plos One; PONE-D-21-33740).
2022. How, where and when is SPINK3 bound and removed from mouse sperm? Anabella Nicolli,
Carlos AI Alonso, Catalina Otamendi, Micaela Cerletti, Lucia Zalazar, Perez Martinez S and Andreina Cesari (163(5):251-266 doi: 10.1530/REP-21-0195.).
2021. Editorial: Molecular and Cellular Physiology of Gametes in Domestic and Wild Animal Models Silvina Perez-Martinez, Ana Josefa Soler-Valls and Andreina Cesari. Frontiers in cell and developmental biology; doi: 10.3389/fcell.2021.805036.
2021. Evaluation of α5β1 integrin as a candidate marker for fertility in bull sperm samples.
Castellano L, Arroyo-Salvo CA, Chiarante N, Alonso CAI, Lottero-Leconte RM, Vernaz ZJ, Navarro M, Mutto A, Osycka-Salut C, Ribeiro ML, Perez-Martinez S. Theriogenology, 168:66-74. doi: 10.1016/j.theriogenology.2021.04.001
2020. Cyclic AMP efflux through MRP4 regulates actin dynamics signalling pathway and sperm motility in bovines. Nicolás Chiarante, Carlos A.I. Alonso, Jessica Plaza, Raquel Lottero, Camila Arroyo-Salvo, Agustín Yaneff, Claudia E. Osycka-Salut, Carlos Davio, Marcelo Miragaya, Silvina Perez Martinez; Sci Rep: ID manuscript 7b1cfc0d-2e55-446f-9a21-714eb018c529.
2020. Fibronectin induces capacitation-associated events through the endocannabinoid system in bull sperm. Osycka-Salut CE, Martinez-León E, Gervasi MG, Castellano L, Davio C, Chiarante N, Franchi A, Ribeiro ML, Díaz ES, Perez Martinez S. Theriogenology. 153:91-101.
doi: 10.1016/j.theriogenology.2020.04.031.
2019. MRP4-mediated cAMP efflux is essential for mouse spermatozoa capacitation. Alonso CAI, Lottero-Leconte R, Luque GM, Vernaz ZJ, Di Siervi N, Gervasi MG, Buffone MG, Davio C, Perez-Martinez S. J Cell Sci. 132(14): jcs230565. doi: 10.1242/jcs.230565.
2019. Fibronectin modulates the endocannabinoid system through the cAMP/PKA pathway during human sperm capacitation. Martínez-León E, Osycka-Salut C, Signorelli J, Kong M, Morales P, Pérez-Martínez S, Díaz ES. Mol Reprod Dev. 2019 86(2):224-238. doi: 10.1002/mrd.23097.
2018. Steroid hormones induce in vitro human first trimester trophoblast tubulogenesis by the lysophosphatidic acid pathway (2018). Beltrame JS, Sordelli MS, Cañumil VA, Alonso CAI, Perez Martinez S, Ribeiro ML. Mol Cell Endocrinol. pii: S0303-7207(18): 30238-7. doi: 10.1016/j.mce.2018.08.003.2
2017. “Extracellular cAMP activates molecular signalling pathways associated with sperm capacitation in bovines”. Alonso CAI, Osycka-Salut CE. Castellano L, Cesari A, Di Siervi N, Mutto A, Johannisson A, Morrell JM, Davio C, Perez Martinez S. Mol Hum Reprod. 2017 doi: 10.1093/molehr/gax030.
2017. «Fibronectin from oviductal cells fluctuates during the estrous cycle and contributes to sperm-oviduct interaction in cattle». Osycka-Salut CE. Castellano L, Fornes D, Beltrame JS, Alonso C, Jawerbaum A, Franchi A, Díaz ES, Perez Martinez S. J Cell Biochem. 2017 doi: 10.1002/jcb.26067.
2017. Mechanisms of the sperm guidance, an essential aid for meeting to the oocyte- Commentary of De Toni et al.´work. Raquel Lottero-Leconte, Carlos Agustín Isidro Alonso, Luciana Castellano and Silvina Perez Martinez. Translational Cancer Research, 2017;6 (Suppl2):S427-S430. doi: 10.21037/tcr.2017.03.68.
2017. Endogenous lysophosphatidic acid participates in vascularization and decidualization at the maternal-fetal interface in the rat. Sordelli MS, Beltrame JS, Zotta E, Gomez N, Dmytrenko G, Sales ME, Blois SM, Davio C, Perez Martinez S, Franchi AM, Ribeiro ML Reprod, Fertil and Development, 29(11):2112-2126. doi: 10.1071/RD16235.

Premios

2021. Premio mención honrosa al trabajo experimental otorgado por la Sociedad Chilena de Reproducción y Desarrollo en su XXII Jornada Anual. T- Título: Activación del receptor GPR55 por anandamida y su rol en la fisiología espermática en bovinos. Lottero RM, Arroyo-Salvo C, Bogetti ME, Plaza J, Miragaya M Perez Martinez S.

2021. Premio al mejor trabajo comunicaciones orales-Reproducción I otorgado por la SAB en su XXIII jornada anual. Título Evaluación de integrina a5b1 espermática como un potencial marcador de fertilidad en humanos. Vernaz ZJ, Arroyo-Salvo C, Lottero-Leconte R M, Alonso CAI, Morales MF, Valiente CC, Diez ML, Bogetti ME, Arenas G, Rey-Valzacchi G, Perez-Martinez S.

2021. Premio Peter Farin IETS otorgado por THE INTERNATIONAL EMBRYO TECHNOLOGY (IETS). Trabajo presentado en la International Embryo Transfer Society (IETS) enero 2021. Annual Conference- Modalidad Virtual- Titulo: Characterization of the receptors of the endocannabinoid system in equine sperm: Possible role of anandamide in sperm function; autores: Camila Arroyo-Salvo, Raquel Lottero-Leconte, Andres Gambini y Silvina Perez Martinez

2016. Premio al mejor trabajo científico presentado como comunicación oral en la Sesión Reproducción 1, otorgado por la Sociedad Argentina de Biología. Characterization Of cAMP Efflux System In Mice Sperm. Alonso CAI, Castellano L, Lottero R, Di Siervi N, Davio C, Perez Martinez S. XVIII Jornadas Anuales Multidisciplinarias Sociedad Argentina de Biología “Codificar o no codificar: rol de ARN no codificantes en la fisiología y la patología”, Buenos Aires 30 de Noviembre al 2 de diciembre 2016

2014. Premio mención trabajo modalidad oral otorgado por la Sociedad Chilena de Reproducción y Desarrollo: “Fibronectina (FN) modula el funcionamiento del sistema endocannabinoide durante los eventos tempranos de la capacitación espermática en espermatozoides humanos”. Eduardo Martinez, Perez Martinez Silvina, Morales Patricio y Diaz Silvina. Exposición del trabajo en la XXV Reunión Anual Sociedad Chilena de Reproducción y Desarrollo Chillan, Chile.

2014. Distinción al trabajo publicado en la revista Molecular Human Reproduction(1), publicación de mayor impacto en la especialidad. El artículo de referencia es la base del proyecto formulado, el cual ha sido seleccionado por el Editor como trabajo destacado de la edición del mes de enero 2014. (1). Cyclic AMP efflux through MRPs is critical in the regulation of bovine sperm capacitation: contribution of A1 adenosine receptors. Claudia Osycka Salut#, Federico Diez#, Burdet Juliana, Maria Gracia Gervasi, Ana Franchi, Liliana G Bianciotti, Carlos Davio* and Silvina Perez-Martinez*. (#) Claudia Osycka Salut and Federico Diez contributed equally to this study. (*) Corresponding authors. Mol Hum Reproduction. 20(1):89-99. 2014. ISSN 1360-9947 FI2012 4.542. Editor’s highlight. Professor Christopher Barratt, Editor-in-Chief.

2012. Premio al Mejor Trabajo en Fisiología de la Sociedad Argentina de Fisiología. “Estudio de la anandamida (AEA) como inductor fisiológico de la liberación de los espermatozoides (ESP) del oviducto (OVI) en bovinos” Gervasi MG, Osycka-Salut C, Burdet J, Franchi A y Perez-Martinez S. Reunión Anual de la Sociedad de Fisiología, Rosario-Argentina.