Los biomarcadores del ADN mitocondrial del esperma pueden predecir la salud reproductiva masculina y el éxito del embarazo

Investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst han identificado un biomarcador de medida única en el ADN mitocondrial del esperma que puede predecir la salud reproductiva masculina y el éxito del embarazo.

El descubrimiento se aplica no sólo a las parejas que buscan atención por infertilidad, sino también a la población en general. Este biomarcador podría convertirse en un predictor más preciso de la infertilidad masculina que los parámetros del semen, en los que las organizaciones sanitarias y los médicos han confiado durante mucho tiempo.

"Clínicamente, el diagnóstico de la infertilidad masculina realmente no ha cambiado en décadas", dice el epigenetista ambiental de la UMass Amherst Richard Pilsner, autor correspondiente del estudio publicado hoy, 6 de octubre, en la revista Human Reproduction. "En los últimos 10 a 20 años, ha habido grandes avances en la comprensión de las funciones moleculares y celulares de los espermatozoides, pero el diagnóstico clínico no ha cambiado ni se ha puesto al día."

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Además de Pilsner, el equipo de investigadores de la UMass incluía a la autora principal, Allyson Rosati, que escribió el artículo como parte de su tesis de licenciatura y recientemente completó un máster en biología molecular y celular; Brian Whitcomb, profesor asociado de epidemiología en la Escuela de Salud Pública y Ciencias de la Salud. Colaboraron con la epidemióloga reproductiva y perinatal Germaine Buck Louis, decana de la Facultad de Salud y Servicios Humanos de la Universidad George Mason, y con Sunni Mumford y Enrique Schisterman, del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano.

Este proyecto es un buen ejemplo de trabajo interdisciplinar y ciencia en equipo. Esta investigación requirió la medición de biomarcadores en el laboratorio combinada con la elaboración de modelos estadísticos. Responder a preguntas científicas como ésta se beneficia de una amplia gama de conocimientos".

Brian Whitcomb, Profesor Asociado de Epidemiología, Escuela de Salud Pública y Ciencias de la Salud

El ADN mitocondrial se hereda por vía materna, y el número de copias del ADN mitocondrial de los espermatozoides (ADNmcn) suele disminuir entre ocho y diez veces durante la espermatogénesis para garantizar que sea bajo en el momento de la fecundación. En investigaciones anteriores realizadas por Pilsner, Whitcomb y otros, el aumento del ADNmtcn y las deleciones de ADN mitocondrial (ADNmtdel) se asociaron con una disminución de la calidad del semen y de las probabilidades de fecundación en los hombres que buscaban un tratamiento de fertilidad.

"El siguiente paso lógico era determinar si las asociaciones entre los biomarcadores mitocondriales de los espermatozoides y la fecundación entre las parejas que buscaban tratamiento para la infertilidad podían extenderse a las parejas de la población general", dice Pilsner.

Los investigadores accedieron a muestras de esperma del estudio Longitudinal Investigation of Fertility and the Environment (LIFE), que reclutó a 501 parejas de Michigan y Texas entre 2005 y 2009 para examinar las relaciones entre el estilo de vida, incluidas las sustancias químicas ambientales, y la fertilidad humana.

Evaluaron el ADNmtcn y el ADNmtdel de los espermatozoides de 384 muestras de semen y analizaron su asociación con la probabilidad de embarazo en el plazo de un año. Descubrieron que los hombres con un ADNmtcn más elevado en el esperma tenían hasta un 50% menos de probabilidades de embarazo en un ciclo específico y un 18% menos de probabilidad de embarazo en 12 meses.

"Sorprendentemente, observamos una fuerte asociación inversa entre los biomarcadores mitocondriales de los espermatozoides y el tiempo de embarazo de las parejas", afirma Pilsner.

Añade Whitcomb: "El ADN mitocondrial en los espermatozoides parece reflejar algún fenómeno fisiológico subyacente que afecta a la función del esperma".

Se necesitan más investigaciones para seguir examinando el impacto de los cambios en el ADNmtcn y el ADNmtdel, que pueden ser el resultado de mitocondrias defectuosas o ADNmt dañado. "Tenemos que aprovechar nuestro conocimiento del conjunto de herramientas moleculares que tenemos para desarrollar un mejor predictor de la fertilidad masculina, así como de la fecundabilidad", afirma Pilsner.

El siguiente paso es examinar los factores que median los cambios en el ADN mitocondrial del esperma. Entre ellos podrían estar las toxinas ambientales u otras causas de inflamación y estrés oxidativo, según la hipótesis de los científicos.

"Entender qué es lo que causa la retención del número de copias mitocondriales durante la espermatogénesis nos ayudará a idear mejores plataformas para intervenir y promover un mejor éxito reproductivo", dice Pilsner.