Sobre sapos, ratones y humanos

Sobre sapos, ratones y humanos

Bajo la dirección de la doctora Silvia Arranz, la Plataforma de Biotecnología Acuática del IBR se aboca principalmente al desarrollo de tecnologías para el cultivo y conservación de peces. Una de las líneas de investigación de este laboratorio es la reproducción, en donde trabaja el doctor Darío Krapf, y se estudia con el fin de dilucidar los mecanismos moleculares actuantes durante el proceso por el cual un espermatozoide adquiere capacidad fecundante. El objetivo principal es intentar exportar algunos de los resultados obtenidos a otras especies de interés clínico como los humanos, o económico como la producción animal.

No sólo peces

Más allá de que su nombre indique la preferencia del laboratorio por los peces, existe una historia muy importante en la investigación en otros modelos, como el de anfibios. “Hemos encontrado una analogía entre eventos relacionados con la fisiología espermática en sapos y organismos superiores como el humano, con implicancia directa en el análisis evolutivo de estos procesos” señaló el doctor Krapf. Uno de esos procesos es la capacitación del espermatozoide.

“Si se pone en contacto un espermatozoide humano de un eyaculado reciente con un óvulo, el espermatozoide no lo podrá fecundar porque no tiene la capacidad para hacerlo. Esta capacidad se adquiere luego de la eyaculación, durante un periodo de residencia en el tracto reproductor de la mujer, o de la hembra en el caso de otros mamíferos. Durante ese periodo, que puede durar desde una hora en el caso del ratón hasta aproximadamente siete horas en el caso de un humano, el espermatozoide sufre una serie de cambios fisiológicos que culminan con la adquisición de capacidad fecundante” explicó el doctor Krapf.

El equipo del que participa Dario Krapf utiliza distintos modelos de vertebrados para su estudio, aprovechando las bondades de cada uno. Los sapos, al igual que los peces por ejemplo, tienen fecundación externa, lo que significa que naturalmente los espermatozoides y ovocitos se encuentran fuera del cuerpo del animal. Este grupo de investigación encontró hace seis años que la capacitación espermática, que se pensaba había evolucionado con el advenimiento de los mamíferos, ocurre también de manera similar en sapos. En este caso, factores que rodean al ovocito actúan sobre el espermatozoide, para prepararlo para la fecundación. “Este hallazgo modificó el paradigma evolutivo de la capacitación” indicó el investigador.

La importancia de la capacitación

La comprensión, al menos empírica, de la capacitación posibilitó la realización de la fecundación in Vitro en humanos. Esto requirió que el espermatozoide adquiera la capacidad fecundante de la misma manera en que ocurriría en el cuerpo de la hembra, permitiendo el desarrollo de técnicas de fecundación asistida. Este desarrollo le valió el Premio Nobel en Medicina en el 2010 al biólogo Robert Edwards. Con respecto a este tema, el problema que existe actualmente es que se desconocen en profundidad los mecanismos moleculares por medio de los cuales un espermatozoide se capacita y este es el enfoque principal del grupo en el que participa el doctor Krapf.

Para que un espermatozoide pueda ser capacitado es necesario un proceso previo denominado maduración epididimaria. “A diferencia de las mujeres, que nacen con una dotación preestablecida de óvulos y para toda la vida, los varones están permanentemente produciendo espermatozoides, que cuando están maduros son liberados del testículo y caen en un conducto denominado epidídimo. Este llega a medir seis metros de largo, otorga un ambiente que resulta crucial para la maduración espermática, pero por mecanismos que aún se desconocen” explicó Krapf.

“Hay dos segmentos necesarios, la maduración epididimaria que ocurre dentro del hombre y la capacitación que ocurre en el tracto reproductor femenino. El primero le brinda al espermatozoide la potencialidad para sufrir capacitación, mientras que el segundo termina con un espermatozoide capaz de fecundar al óvulo” señaló Krapf. “Hemos publicado recientemente un estudio en el que damos cuenta que el espermatozoide incorpora durante el tránsito por el epidídimo una proteína, que luego participa en el proceso de capacitación y si no se incorpora esta proteína, o si falta en el epidídimo, se genera un espermatozoide infértil. Este trabajo, tapa de la revista Developmental Biology, fue el resultado de un trabajo en colaboración de dos institutos del CONICET (IBR e IBYME), la Universidad de Harvard, y la Universidad de Massachusetts.

El investigador explicó que la importancia de profundizar en los conocimientos de estos procesos radica en la potencialidad de su aplicación tanto en la clínica como en producción animal y agregó “Hoy sabemos que un 50% de los casos de infertilidad de pareja son originados en el hombre. De estos, un 20% suele no ser diagnosticada, refiriéndose a los mismos como infertilidad sin causa aparente. Este problema suele estar asociado a la función espermática, que actualmente es poco conocida. Por el lado de la producción animal, el conocimiento de los requerimientos espermáticos para la fecundación redundará en mejores técnicas de producción”.

“Apuntamos a descifrar cuáles son las vías de señalización que se activan durante la capacitación, para desarrollar protocolos de capacitación in vitro tanto en animales en los cuales esto aún no ha sido posible, como en espermatozoides defectuosos que no se capacitan Por otro lado, si se logran inhibir algunas de estas vías se podrá obtener un espermatozoide infértil, con lo cual se puede intentar una anticoncepción masculina” indicó el doctor Krapf.

Buen horizonte

Con respecto al advenimiento de la Ley de Fertilización Asistida, desde el laboratorio sostienen que representa un impulso para que se intenten lograr nuevos avances en fertilización asistida de baja complejidad pero con buenos resultados, que serán los tratamientos que de alguna manera suponen que van a promover las obras sociales. “Nuestros esfuerzos se van a reunir en tratar de lograr que un espermatozoide pueda fecundar por sus propios medios, y la manera de hacerlo es tratando de sortear algunas vías defectuosas o que no funcionan apropiadamente, intentando obtener espermatozoides capacitados para devolverlos al cuerpo de la mujer mediante inseminación asistida. Eso sería el ideal máximo” concluyó el investigador.