Una proteína clave en la producción de esperma podría ayudar en los tratamientos de la infertilidad masculina
Los espermatozoides tardan aproximadamente 14 días en crearse en un proceso denominado meiosis. Seis de esos días transcurren en la fase paquiténica, durante la cual los pares de cromosomas de la madre y el padre se alinean y conectan.
Créditos de las imágenes: Christoph Burgstedt / Shutterstock.com
Investigadores de la Facultad de Veterinaria han descubierto que una proteína clave, la SKP1, impulsa este paso crucial en el proceso de producción de esperma y facilita la división celular, lo que podría ayudar a las parejas infértiles a utilizar su propio esperma en lugar de recurrir a un donante cuando intentan concebir.
Una proteína podría ayudar a los tratamientos de la infertilidad y a proteger la fertilidad en el futuro
Una proteína recién descubierta podría ayudar a mejorar los tratamientos de fertilidad
P. Jeremy Wang, biólogo de la Facultad de Veterinaria de la UPenn, trabajó con sus colegas en el nuevo trabajo publicado en Science Advances, en el que se identificó que los espermatocitos deficientes en SKP1 muestran cantidades significativamente reducidas de la proteína factor promotor de la maduración (MPF) que desencadena la división celular.
Sin SKP1, los espermatocitos no pueden pasar a metafase, que es la fase de desarrollo posterior en la creación de células espermáticas.
Hablando de la fase paquiténica, Wang dijo:
"Esta etapa es realmente importante, porque el par tiene que estar alineado para el intercambio de material genético entre esos dos cromosomas. Si algo va mal en esta etapa, puede causar un defecto en la meiosis y problemas en el esperma resultante, lo que lleva a la infertilidad, pérdida del embarazo o defectos de nacimiento."
En determinados tipos de infertilidad masculina, los hombres producen espermatogonias pero no espermatozoides, es decir, producen las típicas células inmaduras que deberían convertirse en espermatozoides, pero estas células nunca llegan a convertirse en espermatozoides.
Las tecnologías reproductivas como la fecundación in vitro han supuesto una gran diferencia para los pacientes infértiles, pero el varón necesita tener al menos algo de esperma. Si el varón no tiene esperma, la única opción es recurrir a semen de donante".
P. Jeremy Wang, Facultad de Veterinaria de la UPenn
"Pero si se pueden encontrar estas espermatogonias, las células germinales pre-meióticas, se las podría inducir a pasar por la meiosis y fabricar espermatozoides. Así que SKP1 podría ser parte de la solución para asegurar que la meiosis continúe".
Los descubrimientos hallados en el trabajo de Wang, que son producto de casi una década de investigación, podrían acelerar la investigación de estas afecciones concretas que afectan a la fertilidad masculina e impulsar la investigación básica sobre el desarrollo del esperma que se investiga ampliamente en otros laboratorios.
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"Ahora mismo utilizamos animales para hacer nuestras investigaciones; no tenemos un sistema de cultivo celular para producir esperma", dijo Wang. "Manipular SKP1 y la vía en la que actúa podría permitirnos establecer un sistema in vitro para producir esperma artificialmente, lo que sería una gran ayuda para nuestros estudios".
El equipo de investigación, dirigido por el investigador postdoctoral Yongjuan Guan, se centró en SKP1 tras buscar proteínas en la zona donde los cromosomas emparejados se unen durante la paquitenia. Su conocimiento de que sin SKP1 las células morirán inevitablemente, ya sean espermatozoides, óvulos o células de todo el cuerpo, les llevó a crear un sistema modelo en ratones que les permitió desactivar la proteína en etapas específicas de la vida celular.
Para comprender mejor la función de SKP1, los investigadores desactivaron la acción de la proteína únicamente en las células germinales y sólo en ratones adultos.
En los ratones, la fase paquiténica dura seis días. Cuando se desactivó SKP1, los cromosomas emparejados se separaron mucho antes de lo normal. Además, la introducción de un compuesto llamado ácido okadaico en las espermatogonias no animó a las células a entrar en la metafase antes de lo normal cuando faltaba SPK1.
Wang y su equipo de investigación también realizaron experimentos con óvulos en desarrollo. Descubrieron que SKP1 también es necesaria para que las mujeres produzcan óvulos viables, ya que los ovocitos, las células que progresan hasta convertirse en óvulos maduros desarrollaban cromosomas desalineados y a menudo se perdían sin la presencia de SKP1.
Wang cree que los resultados del estudio "apoyan un modelo en el que SKP1 funciona como el largamente buscado factor intrínseco de competencia metafásica para orquestar la entrada en MI durante la meiosis masculina".
Sobre los futuros trabajos a los que conducirá esta investigación, Wang afirmó que "ahora que sabemos que SKP1 es necesaria, estamos buscando las proteínas con las que interactúa aguas arriba y aguas abajo para poder estudiar esta vía".
El equipo de investigación pretende profundizar en los mecanismos por los que SKP1 actúa para empujar a las células a la metafase. Con el tiempo, se espera que este trabajo conduzca al descubrimiento de estrategias para abordar la infertilidad y al desarrollo de nuevas técnicas de laboratorio.
