Papel de la lipasa sensible a hormonas en el testículo de ratón. Implicación de los lípidos y los receptores "scavenger" clase B en fertilidad

Resumen

La espermatogénesis se desarrolla en una serie de etapas de proliferación y diferenciación celular. Existe una estrecha relación entre la fertilidad, los cambios en el colesterol y el metabolismo de los lípidos que ocurren durante la espermatogénesis. La esteroidogénesis y la espermatogénesis requieren un aporte de colesterol que es esencial para el correcto desarrollo de las células germinales. Las células de Leydig requieren un aporte continuo de colesterol que actúa como precursor de la síntesis de las hormonas esteroideas, mientras que, en los túbulos seminíferos, el colesterol está implicado en la diferenciación de las células germinales a espermatozoides. En el testículo, los receptores scavenger de clase B (SR-B) median la captación selectiva de ésteres de colesterol de las HDL, las cuales son hidrolizadas a colesterol no esterificado por acción de la lipasa sensible a hormonas (HSL). La HSL es una lipasa neutra intracelular que hidroliza triacilgliceroles, diacilgliceroles, monoacilgliceroles, ésteres de colesterol y de retinol. En los ratones, la deficiencia en la HSL tiene como resultado la esterilidad masculina causada principalmente por una alteración de la espermatogénesis. En el presente trabajo hemos visto que los testículos de los ratones knockout (HSL -/-) tienen alteraciones en la espermatogénesis que van asociadas con un descenso en la cantidad de espermatozoides, un defecto en la motilidad de los mismos e infertilidad. Las alteraciones morfológicas incluyen espermátidas multinucleadas, y la disminución y formaciones anormales de las espermátidas elongadas. Además, en los túbulos seminíferos hay muchas células epiteliales que contienen numerosas vacuolas y la cantidad de células de Leydig está aumentada. En los testículos de los ratones wildtype (HSL +/+) la HSL se expresa en las espermátidas elongadas; SR-BI se expresa en las células de Leydig y en las espermátides, SR-BII se expresa en los espermatocitos y en las espermátidas pero no en las células de Leydig; y LIMPII está presente en ambos tipos celulares, Sertoli y Leydig. La ausencia de la HSL induce a un aumento de la expresión de SR-BI, SR-BII y LIMPII en el testículo de ratón, lo que permite una mayor captación de ésteres de colesterol de las HDL mediada por estos receptores, éstos se acumulan en las células epiteliales del testículo, donde la disponibilidad de colesterol libre necesario para la esteroidogénesis y la espermatogénesis está limitada. La pérdida de la HSL también induce la activación de varias rutas de señalización intracelulares mediadas por los receptores scavenger de clase B tales como ERK, AKT y SRC, rutas importantes en el proceso de diferenciación y proliferación celular durante la espermatogénesis. La HSL es una enzima clave en la movilización de ésteres de colesterol y ácidos grasos desde los depósitos intracelulares. En nuestro estudio hemos visto que la ausencia de la HSL provoca un cambio en la composición de esteroles del testículo y un aumento del colesterol total y del FF-MAS, un ligando de LXR. Los testículos contienen elevadas concentraciones de ácidos grasos poliinsaturados (AGP) que son necesarios para la espermatogénesis. Nosotros hemos estudiado la composición de ácidos grasos y los niveles de ARNm de enzimas claves del metabolismo de los ácidos grasos en los testículos de ratones HSL -/-. La carencia de la HSL produce una alteración de la composición de los ácidos grasos en el testículo pero no en plasma; observándose un descenso en los ácidos grasos esenciales ácido linoleico, n-6 AGP, y ácido linolénico, n-3 AGP, y un aumento de sus correspondientes intermediarios C22:4n-6 y C22:5n-3, sin observarse cambios en los ácidos grasos finales, docosapentaenoico y docosahexaenoico. El Mead acid que está asociado con la deficiencia de ácidos grasos esenciales que conlleva infertilidad masculina, está aumentado en los testículos de los ratones HSL -/-. Además, la expresión de SCD-1, FADS1 y FADS2 estaba aumentada, mientras que, la expresión de ELOVL2, una enzima esencial para la formación de los AGP de cadena muy larga en el testículo, experimentó un descenso. Posiblemente los cambios del metabolismo de los ácidos grasos observados en el testículo de los ratones macho HSL -/- contribuya a la infertilidad de estos animales. Los lipid raft son microdominios de membrana ricos en colesterol que constituyen una de las principales plataformas para la iniciación, propagación y mantenimiento de los mecanismos de transducción de señales, y están implicados en el tráfico de colesterol. Nuestros resultados ponen de manifiesto que la ausencia de la HSL en los testículos de los ratones altera la estructura de los microdominios de membrana lipid raft. La caveolina-1, una proteína asociada a los lipid raft, estaba desplazada hacia fracciones non-raft en las membranas de los testículos de los ratones HSL -/-. La redistribución de caveolina-1 desde los lipid rafts hacia dominios densos de membrana (no-raft) indica una alteración de los lipid rafts. Además la carencia de la HSL conlleva un aumento de la expresión de SR-BI en los microdominios de membrana plasmática tanto lipid rafts como non-raft, en el testículo. La composición de esteroles de los microdominios de membrana plasmática está alterada. Nosotros hemos hallado un descenso del desmosterol en los dominios lipid raft; mientras que, en los no-raft, el colesterol y el T-MAS están aumentados en los testículos de los ratones HSL -/-. Estos cambios confirman las alteraciones de los microdominios de membrana plasmática, lipid raft y no-raft en los testículos de los ratones carentes de HSL.