Un estudio revela genes cruciales para proteger la fertilidad masculina
Feb 14 2024 Universidad de Edimburgo
El descubrimiento de un par de genes que trabajan en perfecta armonía para proteger la fertilidad masculina podría aportar nuevos conocimientos sobre algunos casos inexplicables de la forma más grave de infertilidad, según sugiere una investigación.
El análisis genético de casos de infertilidad masculina reveló que mutaciones raras en un gen, conocido como SPOCD1, alteran la formación de espermatozoides sanos durante las primeras etapas de su desarrollo.
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También se descubrió que el gen trabaja en colaboración con otro gen desconocido hasta ahora, el C19orf84, para proteger de daños a las células germinales, precursoras de los espermatozoides.
El descubrimiento de la función esencial de estos dos genes clave podría dar respuesta a algunos casos de las formas más graves de infertilidad masculina y conducir a la ampliación del cribado genético de mutaciones raras, afirman los investigadores.
La criptozoospermia y la azoospermia, en las que se producen pocos espermatozoides o ninguno, afectan a alrededor del 1% de los hombres. En el 45% de los casos no se encuentra ninguna causa, pero desde hace tiempo se sospecha que tienen causas genéticas.
El mayor reto de los espermatozoides comienza mucho antes del viaje para llegar al óvulo, ya que son especialmente vulnerables durante las primeras etapas de su desarrollo, como células germinales en embriones en desarrollo.
Las células germinales deben proteger su ADN de daños durante el desarrollo del embrión para poder convertirse en el conjunto de células autorrenovables que produzcan espermatozoides sanos a lo largo de la vida adulta.
Un estudio anterior de los investigadores había demostrado que SPOCD1 desempeña un papel esencial en la protección de las células germinales en ratones macho, pero no estaba claro si el mismo proceso ocurría en humanos.
En colaboración con investigadores de la Universidad de Münster y otras universidades asociadas, científicos de la Universidad de Edimburgo examinaron bases de datos internacionales que contenían datos genéticos de 2913 hombres que participaron en estudios sobre infertilidad.
Identificaron a tres hombres portadores de versiones defectuosas del gen SPOCD1 que provocaban daños en las células germinales que impedían el desarrollo de espermatozoides sanos; este fallo en el lanzamiento provocaba infertilidad.
Durante su desarrollo, las células germinales se someten a un proceso de reprogramación que las hace vulnerables a genes deshonestos, conocidos como genes saltarines, que pueden dañar su ADN y amenazar la fertilidad.
Las células germinales son el vínculo vital entre generaciones, pero necesitan estrategias únicas para proteger la información genética que portan, de modo que pueda transmitirse con éxito de padres a hijos.
El estudio anterior en ratones descubrió que el gen SPOCD1 ayuda a reclutar etiquetas químicas protectoras, conocidas como metilaciones del ADN, para desactivar los genes saltarines.
Este estudio reveló que los hombres con versiones defectuosas del gen SPOCD1 presentaban las formas más graves de infertilidad, azoospermia y criptozoospermia.
El análisis de las variantes mutadas del gen SPOCD1 también reveló un nuevo gen, conocido como C19orf84, que se asocia con SPOCD1 y forma una importante línea de defensa en los primeros espermatozoides.
Un estudio más detallado de la función de estos genes en los espermatozoides en fase inicial de embriones de ratón reveló que ambas proteínas productoras son esenciales para reclutar las etiquetas protectoras que silencian los genes saltadores.
Los científicos llevan mucho tiempo preguntándose cómo las células germinales escapan al daño durante el proceso de reprogramación, ya que éste borra temporalmente su pizarra genética de las etiquetas protectoras existentes.
La proteína C19orf84 actúa como un casamentero que conecta la proteína SPOCD1 con la maquinaria de fabricación de etiquetas químicas protectoras de la célula y las dirige hacia los genes que saltan antes de que puedan dañar el genoma.
Según los investigadores, una mayor comprensión de este proceso, junto con la ampliación del cribado genético, permitirá a los científicos identificar si las versiones defectuosas de estos genes son la causa de algunos de estos raros casos de infertilidad masculina.
El estudio, publicado en Molecular Cell, fue financiado por Wellcome. En él también participaron investigadores de la Universidad de Oxford, el Hospital Universitario de Münster, la Universidad de Melbourne, la Universidad de Salud y Ciencia de Oregón, la Universidad de Utah y la Universidad Técnica de Berlín.
Fue un proyecto de colaboración maravilloso que permitió descubrir nuevas causas genéticas de la infertilidad masculina. También avanzamos en la comprensión de un proceso fundamental para el desarrollo sano de los espermatozoides. Estos conocimientos mecanísticos están permitiendo comprender mejor el elusivo proceso que permite a los espermatozoides en desarrollo preservar su integridad genética y escapar a una muerte prematura."
Profesor Dónal O'Carroll, autor principal del estudio, Universidad de Edimburgo
En palabras del Dr. Ansgar Zoch, primer autor y coautor del estudio, de la Universidad de Edimburgo:
"Este estudio, un verdadero logro de colaboración, mejora nuestra comprensión de la infertilidad masculina a nivel molecular y genético. Estoy especialmente orgulloso de que tantos coautores hayan aunado esfuerzos y aportado su experiencia. Demostramos que existen pruebas sólidas para incluir SPOCD1 en las pruebas genéticas de los pacientes con infertilidad masculina. Proporcionar un diagnóstico genético puede ayudar a dar un cierre a los individuos afectados y potencialmente prevenir procedimientos médicos innecesarios."
