Ovlivnění funkčních parametrů kančích spermií během modifikované kapacitace in vitro

Bc. Lenka Malinová

Master's thesis

Functional parameters of boar sperm influenced by modified in vitro capacitation

Abstract:

Schopnost fertilizace spermie je spojená s několika zásadními procesy, kterými musí spermie projít. Jedním z procesů je kapacitace, dálekomplex molekulárních procesů, kde výsledkem jezměna koncentrace vápenatých iontů, proteinu fosforylace, akrozomální matrix a přeskupení membrány. Pro fertilizaci je důležitá motilita spermií, kterou se tato práce zabývá. Cílem diplomové práce bylo za pomoci počítačem řízené analýzy spermií (CASA) vyhodnotit vliv inhibitoru PYR-41 na kinetické parametry motility spermií. Za pomoci inhibice ubikvitin-proteazomového systému PYR-41 byl v této práci zjištěn vliv inhibitoru PYR-41 na motilitu spermií. Spermie byly inkubovány v kapacitačním mediu TL-HEPES-PVA s přidaným inhibitorem PYR-41 ve čtyřech různých koncentracích (10 μM, 25 μM, 50 μM a 100 μM) po dobu 2 hodin, při teplotě 38 °C a v 5 % CO2. V průběhu inkubace byly měřeny kinetické parametry metodou CASA v čase 0, 1 a 2 hodiny. Měřeny byly kinetické parametry linearita (LIN), přímost napřímené dráhy STR, průměrná rychlost pohybu (VAP), průměrná rychlost na skutečné dráze (VCL), lineární rychlost (VSL) a amplituda oscilace hlavičky (ALH), které byly následně zpracovány statistickou analýzou rozptylu. Tyto kinetické parametry byly srovnávány s kinetickými parametry kontroly (čistě kapacitované spermie bez inhibitoru) a DMSO (prostředí, ve kterém byl rozpuštěn inhibitor PYR-41). Výsledky výzkumu ukázaly, že došlo k inhibici ubikvitin-proteazomového systému, který negativně ovlivnil motilitu spermií během kapacitace in vitro. Statisticky významné snížení VSL, VCL, VAP a také snížení ALH bylo pozorováno u inhibitoru PYR-41 v koncentraci 25 μM a 50 μM pravděpodobně v důsledku inhibice ubikvitin-proteazomového systému. U koncentrace inhibitoru PYR-41 10 μM byl statisticky významný pokles hodnot jen u parametrů VAP, VCL a ALH. Lze konstatovat, že hypotéza říkající, že inhibitor PYR-41 má signifikantní vliv na motilitu spermií v modifikované kapacitaci in vitro, byla potvrzena.

Abstract:

To gain an ability to fertilize, spermatozoa needs to go through several important processes. One of them is the capacitation, which is the complex of molecular processes with the result in a change of a concentration, of calcium ions, of a phosphorylation protein, a change of an acrosomal matrix and a realignment of a membrane. The motility of spermatozoa is an important factor for its fertilizing ability. The aim of this study was to evaluate the influence of a PYR-41 inhibitor on kinematic parameters of motile spermatozoa by using computer-assisted sperm analysis (CASA).By inhibiting the ubiquitin-proteasome system PYR-41, the influence of PYR-41 inhibitor on motility parameters was found.Spermatozoa were incubated in TL-HEPES-PVA capacitation medium with PYR-41 inhibitor in four different concentrations (10 μM, 25 μM, 50 μM and 100 μM) for 2 hours in 38 °C and 5 % CO2. The kinematic parameters were measured in a time 0 and after 1, respectively 2 hours of incubation. Kinematic parameters as linearity (LIN), straightness (STR), mean velocity (VAP), linear velocity (VSL), curvilinear velocity (VCL) and lateral head displacement (ALH) were measured and evaluated by variance analysis. Samples were compared with a pure control group, where sperms capacitated without an inhibitor, and DMSO group representing an environment, where PYR-41 inhibitor had been diluted.Results have showed, through lower motility values, that an ubiquitin-proteasome system has been negatively influenced by PYR-41 inhibitor during the capacitation in vitro. The PYR-41 inhibitor in a 25 μM a 50 μM concentration has a statistically significant negative influence on VSL, VCL, VAP and ALH parameters of motility. In a 10 μM concentration there is a statistically significant negative influence on parameters VAP, VCL and ALH.It may be assumed, that the hypothesis, that PYR-41 inhibitor has an influence on motility parameters of spermatozoa in a modified capacitation in vitro, has been confirmed.

Keywords

spermie, kapacitace, motilita spermií, inhibitor PYR-41

Keywords

sperm, capacitation, sperm motility, inhibitor PYR-41

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Mgr. Markéta Sedmíková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Biotechnology / Reproduction Biotechnology