Ciência mostra que espermatozoide se encaixa no óvulo como chave em fechadura

A maioria das células humanas evita a qualquer custo uma fusão, mas, de forma improvável, o espermatozoide e o óvulo se fundem, formando o embrião, como se uma chave fosse encaixada numa fechadura. Parte deste segredo começa a ser revelado com o uso da Inteligência Artificial (IA) do Google e poderá ajudar na criação dos primeiros contraceptivos masculinos.

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Liderada por cientistas do Instituto de Pesquisa de Patologia Molecular (IMP), na Áustria, a pesquisa pioneira sobre o processo de fusão do óvulo com o espermatozoide parece ter encontrado uma lei universal do processo de reprodução dos vertebrados. A base está na atividade de três proteínas presentes na superfície dos espermatozoides: Izumo1, Space6 e Tmem81.

O mesmo mecanismo de chave e fechadura ocorre entre os anfíbios, os peixes e os mamíferos, incluindo os humanos. É algo compartilhado há milhões de anos durante a evolução dessa vasta gama de seres vivos.

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Como o espermatozoide se encaixa no óvulo?

Após a ejaculação, a jornada de milhares de espermatozoides até o óvulo é guiada por sinais químicos. O gameta masculino vencedor se conecta ao óvulo através de interações com determinadas proteínas, o que leva à fusão e à combinação do material genético. Entretanto, os detalhes deste processo eram pouco compreendidos, o que muda com o estudo publicado na revista Cell.

Cientistas descobrem como o espermatozoide entra no óvulo, através do mecanismo chave e fechadura (Imagem: Deneke et al., 2024/Cell)

De forma simples, as três proteínas (já citadas) do espermatozoide se juntam para formar uma “chave” que destranca o óvulo, permitindo a fixação. Isso só acontece em circunstâncias ideais, caso contrário todos os espermatozoides tentariam entrar no óvulo, inviabilizando a fecundação.

IA aumentando a compreensão sobre a biologia animal

Com um dos softwares mais avançados do Google DeepMind, o AlphaFold Multimer, o conhecimento sobre a ciência a respeito desse mecanismo natural deu um salto. A ferramenta de IA consegue prever como diferentes proteínas interagem entre si e formam complexos.

Detalhe importante: a ferramenta de IA do Google Deepmind rendeu aos desenvolvedores, Demis Hassabis e John M. Jumper, o Prêmio Nobel de Química deste ano. A premiação foi compartilhada com David Baker, da Universidade de Washington (EUA), que se dedica à área de design computacional de proteínas (e não tem envolvimento direto com o AlphaFold).

Com ajuda da IA do Google, pesquisa descobre quais são as três proteínas fundamentais do espermatozoide para o início da fusão com o óvulo (Imagem: IMP)

A partir das proteínas encontradas na superfície do espermatozoide, a IA passou a rastrear quais poderiam estar envolvidas no processo de fusão com o óvulo. “O AlphaFold previu quais proteínas poderiam interagir entre si e sugeriu candidatos promissores para [novos] testes”, explica Victoria Deneke, coautora do estudo, em nota.

Assim, foi possível descobrir a trindade de proteínas fundamentais (Izumo1, Space6 e Tmem81). Saindo do campo das projeções computacionais, as descobertas foram confirmadas em laboratório. No caso do peixe-zebra, essas proteínas se conectam a um complexo de proteínas presentes no óvulo, conhecido como Bouncer. Em mamíferos, a área da fechadura é chamada de Juno. 

Primeiros contraceptivos masculinos?

A melhor compreensão sobre o processo de fecundação abre uma infinidade de novos campos de pesquisa, como a criação de métodos contraceptivos masculinos (sem a necessidade da vasectomia ou do uso do preservativo).

Em paralelo a esses possíveis desdobramentos, a equipe de cientistas buscará entender como ocorrem os outros processos após a fixação do espermatozoide com o óvulo, como a junção do material genético.

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