Un investigador explora los procesos biológicos que causan problemas de fertilidad en humanos
Revisado por James Ives, M.Psych. (Editor) 16 de octubre de 2019
Con una importante financiación de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), un investigador de la Universidad de Texas en Arlington está estudiando los procesos biológicos fundamentales que provocan problemas de fertilidad en los seres humanos.
Sen Xu, profesor adjunto de biología en la UTA, recibió una subvención de cinco años y 1,89 millones de dólares de los NIH para utilizar enfoques genómicos de vanguardia con el fin de comprender los mecanismos genéticos de la partenogénesis, una forma de reproducción asexual.
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La reproducción humana comienza con la producción de un espermatozoide y un óvulo sanos, que se produce mediante un proceso de división celular llamado meiosis, uno de los principales objetivos del estudio de Xu sobre la partenogénesis.
Genéticamente hablando, todos los humanos somos un 50% de nuestro padre y un 50% de nuestra madre. Esto se debe a que la meiosis empaqueta sólo la mitad de nuestro ADN en un espermatozoide o un óvulo. Dada la importancia de que el espermatozoide y el óvulo estén sanos para producir un embrión viable, cualquier alteración de la meiosis normal puede crear enormes problemas para la salud reproductiva humana."
Sen Xu
El estudio de Xu se centra en una de cada 1.000 especies animales capaces de reproducirse sin aparearse mediante partenogénesis.
"Algunas hembras partenogenéticas se reproducen asexualmente modificando su meiosis, que de otro modo sería normal, para poner el 100% de su ADN en el óvulo, de modo que no necesite fecundación para desarrollarse y convertirse en un bebé sano", explica Xu. "Comprender los mecanismos genéticos que conducen a este tipo de meiosis aberrante puede contribuir a nuestra comprensión del proceso y tener implicaciones para el tratamiento de la infertilidad en humanos."
La especie principal de este proyecto es un microcrustáceo de agua dulce llamado Daphnia, comúnmente conocido como pulga de agua. Se eligió a este diminuto pariente de los camarones y las langostas porque la mayoría de las Daphnia son capaces de reproducirse tanto sexual como asexualmente, mientras que algunas sólo son capaces de partenogénesis, explica Xu.
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Las Daphnia que alternan entre las dos formas de reproducción lo hacen en función de las condiciones ambientales que las rodean.
Mediante la secuenciación genómica de alto rendimiento y la edición de genes CRISPR-Cas9, Xu extraerá genes específicos para examinar su función en la reproducción de la Daphnia.
Su objetivo es comprender los mecanismos y genes que hacen que estos animales perciban el entorno y alternen entre meiosis normal y aberrante. También espera identificar los mecanismos que hacen que algunas poblaciones de Daphnia abandonen por completo la reproducción sexual en favor de la partenogénesis.
"Los humanos compartimos muchos genes con otros animales que desempeñan un papel similar en el proceso básico de división celular", afirma Xu. "Al conocer lo que hacen estos genes en un sistema modelo como la Daphnia, los hallazgos podrían informarnos sobre lo que ocurriría si un proceso similar de meiosis aberrante ocurriera con el mismo gen en los humanos".
El trabajo de Xu se basa en la experiencia de la UTA como centro regional de investigación genómica a través del Centro Genómico del Norte de Texas.
"La exploración del genoma humano y no humano es fundamental para mejorar la forma en que administramos la atención sanitaria e interactuamos con el mundo que nos rodea", declaró Clay Clark, catedrático de Biología de la UTA, quien añadió: "El trabajo de Sen tiene el potencial de desvelar importantes conocimientos sobre la infertilidad humana a nivel fundacional. Estoy agradecido de que los NIH reconozcan la importancia de esta investigación de una forma tan significativa."
