Human sperm motility is downregulated by the AMPK activator A769662

Abstract

AMP-activated kinase (AMPK) plays a key function in maintaining cellular energy homeostasis. We recently identified and localized AMPK protein in human spermatozoa and showed that inhibition of AMPK activity significantly modified human sperm motility. Recently, AMPK has gained great relevance as prime target for pharmacological approaches in several energy-related pathologies and therefore pharmacological research is aimed to develop direct AMPK-activating compounds such as A769662. Our aim was to investigate the effect of A769662 in essential functional processes of human spermatozoa. Human spermatozoa were incubated in the presence or absence of the AMPK activator A769662 for different incubation times (0–20 h) and motility was evaluated by CASA system whereas other functional parameters were evaluated by flow cytometry. A769662 treatment significantly reduces the percentages of motile, progressive, and rapid spermatozoa starting at 2 h. Moreover, AMPK activator in human spermatozoa causes a significant reduction in any velocity measured, which is concomitant to a significant decrease in the percentage of rapid spermatozoa, both at short- (2–3 h) and long-time treatment (20 h). Treatment of human spermatozoa with A769662 does not significantly alter any of the following functional parameters: sperm viability, mitochondrial membrane potential, phosphatidylserine translocation to the outer leaf of plasma membrane, acrosome membrane integrity, or mitochondrial superoxide anion production. In summary, our results suggest that AMPK in human spermatozoa contributes to the regulation of sperm motility, without affecting basic physiological parameters of human spermatozoa (viability, mitochondrial membrane potential or reactive oxygen species production, acrosome membrane integrity, phosphatidylserine exposure at plasma membrane). As sperm motility is required in the female reproductive tract to achieve fertilization, we conclude that AMPK is an essential regulatory kinase of the human spermatozoa function. This conclusion needs to be taken into account when AMPK is elected as prime target in pharmacological approaches for several energy-related pathologies.

La quinasa activada por AMP (AMPK) desempeña una función clave en el mantenimiento de la homeostasis de la energía celular. Recientemente identificamos y localizamos Proteína AMPK en espermatozoides humanos y demostró que la inhibición de la actividad de AMPK modificaba significativamente la motilidad de los espermatozoides humanos. Recientemente, AMPK ha ganado gran relevancia como objetivo principal para enfoques farmacológicos en varias patologías relacionadas con la energía y, por lo tanto, la investigación farmacológica tiene como objetivo desarrollar compuestos activadores directos de AMPK como A769662. Nuestro objetivo era investigar el efecto de A769662 en procesos funcionales esenciales de los espermatozoides humanos. Se incubaron espermatozoides humanos en presencia o ausencia del activador AMPK A769662 durante diferentes tiempos de incubación (0 a 20 h) y CASA evaluó la motilidad. sistema mientras que otros parámetros funcionales se evaluaron mediante citometría de flujo. El tratamiento con A769662 reduce significativamente los porcentajes de espermatozoides móviles, progresivos y rápidos a partir de las 2 h. Además, el activador de AMPK en los espermatozoides humanos provoca una reducción significativa en cualquier velocidad medida, lo que es concomitante con una disminución significativa en el porcentaje de espermatozoides rápidos, tanto en tratamientos de corta duración (2 a 3 h) como de larga duración (20 h). El tratamiento de espermatozoides humanos con A769662 no altera significativamente ninguno de los siguientes parámetros funcionales: viabilidad de los espermatozoides, potencial de membrana mitocondrial, translocación de fosfatidilserina a la hoja externa de la membrana plasmática, integridad de la membrana acrosómica o producción de anión superóxido mitocondrial. En resumen, nuestro Los resultados sugieren que la AMPK en los espermatozoides humanos contribuye a la regulación de la motilidad de los espermatozoides, sin afectar los parámetros fisiológicos básicos de los espermatozoides humanos (viabilidad, potencial de membrana mitocondrial o producción de especies reactivas de oxígeno, integridad de la membrana acrosómica, exposición a fosfatidilserina en la membrana plasmática). Como se requiere la motilidad de los espermatozoides en el tracto reproductivo femenino para lograr la fertilización, concluimos que la AMPK es una quinasa reguladora esencial de la función de los espermatozoides humanos. Esta conclusión debe tenerse en cuenta cuando se elige AMPK como objetivo principal en enfoques farmacológicos para varias patologías relacionadas con la energía.