Los "cromosomas egoístas" explican por qué la mayoría de los embriones humanos mueren muy pronto, según un estudio

Una nueva investigación realizada por un científico del Centro Milner para la Evolución de la Universidad de Bath sugiere que los "cromosomas egoístas" explican por qué la mayoría de los embriones humanos mueren muy pronto. El estudio, publicado en PLoS, Biology, que explica por qué los embriones de los peces están bien pero, lamentablemente, los de los humanos no suelen sobrevivir, tiene implicaciones para el tratamiento de la infertilidad.

Aproximadamente la mitad de los óvulos fecundados mueren muy pronto, antes de que la madre sepa que está embarazada. Trágicamente, muchos de los que sobreviven para convertirse en un embarazo reconocido serán abortados espontáneamente al cabo de unas semanas. Estos abortos son muy frecuentes y muy angustiosos.

El profesor Laurence Hurst, director del Centro Milner para la Evolución, investigó por qué, a pesar de cientos de miles de años de evolución, sigue siendo tan difícil para los humanos tener un bebé.

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La causa inmediata de muchas de estas muertes prematuras es que los embriones tienen un número incorrecto de cromosomas. Los óvulos fecundados deberían tener 46 cromosomas, 23 de la madre en los óvulos y 23 del padre en el esperma.

Muchos embriones tienen un número incorrecto de cromosomas, a menudo 45 o 47, y casi todos ellos mueren en el útero. Incluso en casos como el del síndrome de Down, con tres copias del cromosoma 21, cerca del 80% no llega a término, por desgracia".

Laurence Hurst, profesor y director del Centro Milner para la Evolución, Universidad de Bath

¿Por qué, entonces, la ganancia o pérdida de un cromosoma es tan común cuando también es tan letal?

Hurst ha reunido una serie de indicios. En primer lugar, cuando el embrión tiene un número incorrecto de cromosomas suele deberse a errores que se producen cuando se fabrican los óvulos en la madre, no cuando se fabrica el esperma en el padre. De hecho, más del 70% de los óvulos fabricados tienen un número incorrecto de cromosomas.

En segundo lugar, los errores se producen en el primero de los dos pasos de la fabricación de óvulos. Este primer paso, ya se había advertido antes, es vulnerable a las mutaciones que interfieren en el proceso, de manera que la mutación puede colarse "egoístamente" en más del 50% de los óvulos, obligando a destruir el cromosoma asociado, un proceso conocido como impulso centromérico. Esto está bien estudiado en ratones, se sospecha desde hace tiempo en los seres humanos y se ha sugerido anteriormente que está relacionado de alguna manera con el problema de la pérdida o ganancia de cromosomas.

Lo que Hurst observó fue que, en los mamíferos, una mutación egoísta que intenta hacer esto pero falla, dando como resultado un óvulo con uno de más o uno de menos cromosomas, puede seguir siendo evolutivamente mejor. En los mamíferos, como la madre alimenta continuamente al feto en desarrollo en el útero, es evolutivamente beneficioso que los embriones que se desarrollan a partir de óvulos defectuosos se pierdan antes en lugar de llegar a término. Esto significa que las crías que sobreviven obtienen mejores resultados que la media.

Hurst explicó: "Este primer paso de la creación de óvulos es extraño. Un cromosoma de un par irá al óvulo y el otro se destruirá. Pero si un cromosoma 'sabe' que va a ser destruido no tiene nada que perder, por así decirlo". Recientes y sorprendentes pruebas moleculares han descubierto que cuando algunos cromosomas detectan que están a punto de ser destruidos durante este primer paso, cambian lo que hacen para evitar ser destruidos, lo que puede provocar la pérdida o ganancia de cromosomas y la muerte del embrión.

"Lo que es llamativo, es que si la muerte del embrión beneficia al resto de la descendencia de esa madre, ya que el cromosoma egoísta suele estar en los hermanos que reciben el alimento extra, la mutación es mejor porque mata embriones".

"Los peces y los anfibios no tienen este problema", comenta Hurst, "en más de 2.000 embriones de peces no se encontró ninguno con errores cromosómicos de la madre". Las tasas en las aves también son muy bajas, aproximadamente la 1/25 parte de la tasa en los mamíferos. Esto, señala Hurst, es lo que se preveía, ya que hay cierta competencia entre los polluelos después de su eclosión, pero no antes.

En cambio, la pérdida o ganancia de cromosomas es un problema para todos los mamíferos que se han estudiado. Hurst comentó: "Es una desventaja de alimentar a nuestras crías en el útero. Si mueren pronto, los supervivientes se benefician. Nos deja vulnerables a este tipo de mutaciones".

Hurst sospecha que los humanos pueden ser especialmente vulnerables. En los ratones, la muerte de un embrión da recursos a los supervivientes de la misma cría. Esto supone un aumento del 10% de las posibilidades de supervivencia de los demás. Los humanos, sin embargo, suelen tener un solo bebé a la vez y la muerte de un embrión al principio permite a la madre reproducirse rápidamente de nuevo; probablemente ni siquiera sepa que su óvulo ha sido fecundado.

Los datos preliminares muestran que mamíferos como las vacas, con un embrión a la vez, parecen tener tasas de mortalidad embrionaria especialmente altas debido a errores cromosómicos, mientras que los que tienen muchos embriones en una cría, como los ratones y los cerdos, parecen tener tasas algo menores.

La investigación de Hurst también sugiere que los niveles bajos de una proteína llamada Bub1 podrían causar la pérdida o ganancia de un cromosoma en los seres humanos, así como en los ratones.

Hurst afirma: "Los niveles de Bub1 disminuyen a medida que las madres envejecen y aumenta la tasa de problemas cromosómicos embrionarios. Identificar estas proteínas supresoras y aumentar su nivel en las madres de edad avanzada podría restablecer la fertilidad".

"También espero que estos conocimientos sean un paso para ayudar a las mujeres que tienen dificultades para quedarse embarazadas o sufren abortos recurrentes".