Estudios arrojan nueva luz sobre la principal causa de malformaciones congénitas y abortos espontáneos
3 de octubre de 2017 
Dos estudios recientes de la Universidad Northwestern arrojan nueva luz sobre el misterio de la principal causa de defectos congénitos y abortos espontáneos, sentando las bases para nuevas investigaciones en un campo de estudio genético poco estudiado pero de crucial importancia.
Los estudios analizan lo que ocurre durante el proceso que produce óvulos (ovocitos), que posteriormente se convierten en embriones al ser fecundados. Entre el 10% y el 25% de los embriones humanos contienen un número incorrecto de cromosomas porque el óvulo no se ha dividido correctamente, un problema exclusivo de los óvulos.
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Estos errores son la principal causa de abortos espontáneos y defectos congénitos como el síndrome de Down, y su incidencia aumenta drásticamente a medida que las mujeres envejecen. Entender por qué los óvulos son más propensos a este error de división es fundamental, dado que las mujeres optan cada vez más por fundar una familia a edades más avanzadas.
El primer estudio, publicado en el Journal of Cell Biology en marzo, reveló que los ovocitos utilizan una estrategia innovadora para detectar y prevenir errores durante la división celular, mientras que el segundo estudio, publicado el 26 de septiembre en PLOS Genetics, identificó nuevas proteínas esenciales para el proceso de división celular y descubrió que una proteína de reserva interviene cuando falla la división para ayudar a garantizar que el embrión recibe el número correcto de cromosomas.
"Tomados en conjunto, estos dos estudios nos han revelado lo enormemente diferentes que son los óvulos de cualquier otro tipo de célula, lo que podría arrojar una nueva luz importante sobre por qué el proceso reproductivo puede ser tan propenso a errores", dijo la autora principal Sadie Wignall, profesora asistente de biociencias moleculares en el Colegio Weinberg de Artes y Ciencias de Northwestern. "Resolver este misterio sería un primer paso para prolongar los años fértiles de la mujer".
Wignall investiga una estructura llamada huso, una elaborada estructura con forma de balón de fútbol que separa físicamente los cromosomas durante la división celular. En la mayoría de las células, unas estructuras llamadas centrosomas ayudan a organizar el huso, garantizando que pueda separar con precisión los cromosomas para enviar el número correcto de cromosomas a cada célula recién dividida. Sin embargo, los husos de los óvulos carecen de centrosomas. Este proceso "acentrosómico" está muy poco estudiado en comparación con otros tipos de división celular, lo que lleva a importantes preguntas sin respuesta sobre por qué es mucho más propenso a cometer errores al dividirse.
En el estudio publicado en septiembre, Wignall y su equipo descubrieron que, en ausencia de centrosomas, dos proteínas -KLP-15 y KLP-16- eran esenciales para dividir las células. Los investigadores eliminaron estas dos proteínas y descubrieron que, en lugar de formar el huso normal con forma de balón de fútbol, la estructura del huso se desintegraba en una desordenada bola redonda. Para su sorpresa, a pesar de este defecto inicial, una proteína de apoyo intervino y ayudó a separar los cromosomas en los dos extremos de la célula.
"Nos sorprendió descubrir que esta proteína acudía al rescate y funcionaba como reserva para organizar adecuadamente el huso", dijo Wignall.
La cuestión sigue siendo por qué entre el 10 y el 25 por ciento de los embriones no son viables si existe este proceso de reserva en los ovocitos. Una teoría, según Wignall, es que esta proteína de reserva cambia o se agota a medida que la mujer envejece.
"Aunque estos mecanismos celulares básicos puedan resultar difíciles de comprender, inciden directamente en la reproducción femenina y la infertilidad", afirma Wignall. "Mi laboratorio se centra en esto con la esperanza de que algún día nuestra investigación pueda ayudar a las personas que experimentan problemas de fertilidad en las clínicas de fecundación in vitro".
Wignall realiza sus investigaciones sobre ovocitos utilizando unos pequeños gusanos llamados C. elegans, ya que son un potente organismo de investigación para estudios genéticos. Sin embargo, su laboratorio también se basa en estos hallazgos para realizar estudios paralelos en ratones en colaboración con Teresa Woodruff, científica especializada en reproducción y directora del Instituto de Investigación sobre la Salud de la Mujer de la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern. El siguiente paso será estudiar estos mecanismos en ovocitos humanos.
Amanda C. Davis-Roca, estudiante de postgrado en el laboratorio de Wignall, fue la primera autora del estudio publicado en marzo, "Caenorhabditis elegans oocytes detect meiotic errors in the absence of canonical end-on kinetochore attachments". Timothy J. Mullen, otro estudiante de postgrado del laboratorio de Wignall, fue el primer autor del estudio publicado en septiembre, "Interplay between microtubule bundling and sorting factors ensures acentriolar spindle stability during C. elegans oocyte meiosis".
