Simulações revelam o que acontece quando um espermatozoide ‘beija’ um óvulo

Um estudo divulgado recentemente por pesquisadores da ETH Zurique e da Universidade Ludwig Maximilian de Munique, na Alemanha, mostra detalhes do processo de fecundação. De acordo com os cientistas, há etapas do processo de ligação entre o espermatozoide e o óvulo que ainda não foram reveladas. Os acadêmicos utilizaram uma simulação de computador a fim de observar em detalhes o momento da concepção.

Quando um espermatozoide desliza suavemente para dentro do óvulo, ocorre uma mudança repentina. Isso porque, nos próximos minutos, mudanças químicas na membrana e na camada externa do óvulo serão desencadeadas, a fim de impedir que mais espermatozoides se fixem, entrando no óvulo já fecundado.

Depois disso, uma série de reações também ocorre à medida que os elementos masculino e feminino se reconhecem quimicamente — é quando suas membranas começam a se fundir. Porém, apesar da importância desses eventos moleculares delicados, os cientistas ainda não conhecem todos os detalhes do processo de fecundação.

A pesquisa se concentrou nos meandros de um complexo proteico especial conhecido pelo seu papel elementar na fecundação.

Nós presumimos que a combinação das duas proteínas (JUNO e IZUMO1) inicia o processo de reconhecimento e adesão entre as células germinativas, permitindo assim a sua fusão

Paulina Pacak, bioinformática da ETH Zurich

A interação de JUNO (no óvulo) com IZUMO1 (no espermatozoide) é a primeira ligação física conhecida entre duas células sexuais recém-fundidas.

simulações espermatozoide
Diagrama de um espermatozoide | Imagem: Wikimedia Commons/Reprodução

Esforços com a finalidade de desenvolver inibidores moleculares da união entre ambas as proteínas — como um potencial contraceptivo —, no entanto, não obtiveram sucesso. Assim, os cientistas suspeitam de que pode haver mais interações moleculares do que sabemos.

Supercomputador simula interações entre espermatozoide e óvulo

As proteínas são produzidas constantemente no interior das células, flutuando numa mistura aquosa de citoplasma, ligando-se e desligando-se dos seus parceiros e também sendo recicladas pelo organismo.

A cientista Pacak, com seus colegas, decidiu usar um supercomputador suíço a fim de simular as interações entre as proteínas JUNO e IZUMO1 na água, ambiente semelhante às suas formas naturais nas células.

As simulações duraram alguns nanossegundos, mas mostraram que a união das proteínas é estabilizada por uma série de interações não covalentes fracas (ligações que não envolvem o compartilhamento de elétrons) e de curta duração. Esses estudos podem fornecer dados para o entendimento da infertilidade — como também dos métodos contraceptivos.

Apesar de serem apenas simulações de computador baseadas em sequências e formas de proteínas, as descobertas, segundo os pesquisadores, fornecem uma nova visão dos primeiros momentos da fertilização humana, quando do encontro do espermatozoide com o óvulo no útero materno.

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