El primer análisis genómico de la pubertad arroja luz sobre aspectos críticos de la salud humana

En el primer análisis a escala genómica del proceso de la pubertad en humanos, investigadores del Instituto Huntsman del Cáncer (HCI) de la Universidad de Utah (U de U) esbozan cambios distintos y críticos en las células madre de los varones durante la adolescencia. Además, explican cómo la testosterona y las células que la producen influyen en las células madre de los órganos reproductores masculinos. Los investigadores creen que este estudio contribuye de forma decisiva a una base de conocimientos que puede arrojar luz sobre aspectos críticos de la salud humana, como la infertilidad y los cambios celulares que conducen al cáncer y otras enfermedades.

El estudio, publicado hoy en la revista Cell Stem Cell, ha sido dirigido por el doctor Bradley Cairns, investigador del cáncer en el HCI y profesor y catedrático de Ciencias Oncológicas en la Universidad de Oxford, en colaboración con sus colegas el doctor Jingtao Guo, becario postdoctoral en el laboratorio de Cairns en el HCI, el doctor James Hotaling, profesor asociado de Cirugía en la Universidad de Oxford, y la doctora Anne Goriely, profesora asociada de Genética Humana en la Universidad de Oxford.

La pubertad provoca numerosos cambios en el desarrollo de los seres humanos y otros mamíferos. Los rasgos distintivos de la pubertad incluyen características físicas fácilmente visibles a simple vista, como un rápido crecimiento. Estos cambios físicos y hormonales señalan el proceso de maduración de un cuerpo que se prepara para la edad reproductiva.

Un estudio arroja nueva luz sobre la infertilidad masculina

Un estudio arroja nueva luz sobre una proteína clave implicada en el proceso de espermiación

En los testículos, el órgano reproductor masculino que fabrica y almacena espermatozoides y produce testosterona, la pubertad introduce cambios monumentales a nivel celular y fisiológico. Gracias a las nuevas tecnologías genómicas, los investigadores pueden examinar la expresión de miles de genes en cada célula individual de todo un órgano, lo que proporciona una visión sin precedentes del comportamiento celular durante la pubertad.

Varios tipos de células de los testículos regulan la salud reproductiva. Al igual que el cuerpo humano que cambia a lo largo del camino que va de la infancia a la edad adulta, estas células experimentan cambios importantes a medida que el cuerpo madura. Entre estas células se encuentran las células madre espermatogonias, que en última instancia generan la producción de espermatozoides, y las células nicho, que ayudan a formar partes del testículo, como el túbulo seminífero, una estructura en forma de tubo dentro de la cual se forman los espermatozoides. En este estudio, los investigadores caracterizaron cómo, justo antes de la pubertad, las células madre espermatogonias aumentan significativamente en número. Estas células madre avanzan hacia la meiosis, un tipo especial de división celular que divide por la mitad el número de cromosomas de la célula progenitora y separa también los cromosomas sexuales masculinos X e Y para crear células que, tras la fecundación de los óvulos y el considerable desarrollo posterior, darán lugar finalmente a niños varones (con Y) o niñas (con X). A finales de la pubertad, estas células madre se comprometen a crear espermatozoides maduros, que incluyen un trozo de cola para su movilidad. Los investigadores demostraron que dos de las células que forman el nicho de células madre y dirigen este proceso (las células mioides y las células de Leydig) derivan de un precursor común y maduran durante la pubertad temprana.

Cancer Research eBook

Recopilación de las principales entrevistas, artículos y noticias del último año.

Descargar una copia gratuita

Una de las principales novedades de este estudio ha sido el primer análisis genómico de los testículos de transexuales adultos (personas asignadas al sexo masculino al nacer, pero que se autoidentifican como mujeres). En estos casos, la cirugía de confirmación de sexo va precedida de una terapia hormonal que induce la supresión de la testosterona a largo plazo, lo que permite examinar los testículos carentes de testosterona. Utilizando muestras donadas después de la operación, los investigadores descubrieron aspectos fundamentales del papel de la testosterona en el desarrollo de los testículos. El análisis genómico de las células de los testículos de los transfemeninos demostró que las células madre y otras células vuelven a estados anteriores de desarrollo en comparación con las muestras de adolescentes varones. Así, Cairns y sus colegas identificaron que la testosterona es fundamental para mantener el estado maduro de los testículos: si la testosterona deja de estar presente, los testículos vuelven a un estado de desarrollo anterior.

Los grandes cambios que se producen en los seres humanos durante la pubertad dan lugar a numerosas funciones en el desarrollo normal, como la salud reproductiva y la fertilidad. Pero cuando estos procesos se tuercen, pueden surgir problemas. La infertilidad es un problema de salud relativamente frecuente. Alrededor del 50 por ciento de las veces, la causa subyacente se atribuye a las funciones reproductivas masculinas, que a menudo incluyen errores que se producen durante la pubertad. El equipo espera que estos conocimientos sobre el desarrollo celular ayuden a entender qué ocurre cuando los problemas de desarrollo durante la pubertad provocan cambios que dan lugar a la infertilidad.

El estudio también contribuye a la comprensión del cáncer y otras enfermedades que surgen debido a errores en los procesos celulares.

En los jóvenes, el cáncer y la salud reproductiva se entrecruzan a través de un proceso médico denominado oncofertilidad, es decir, el estudio de cómo conservar la fertilidad en pacientes adolescentes y adultos jóvenes con cáncer cuya salud reproductiva y fertilidad pueden verse afectadas por el cáncer o por los efectos secundarios del tratamiento. "Algunas quimioterapias pueden impedir que los hombres jóvenes con cáncer tengan hijos: la quimioterapia puede alterar sus células madre", explica Cairns. "Mi esperanza y expectativa es que nuestra investigación proporcione una base para crear opciones que apoyen la salud reproductiva de los hombres jóvenes afectados por cáncer a través de una mejor comprensión de cómo estas células madre sobreviven, reciben apoyo y se desarrollan."