¿Por qué algunos hombres no producen esperma?

Millones de parejas en todo el mundo experimentan infertilidad y la mitad de los casos tienen su origen en la parte masculina de la pareja. En el 10% de los hombres infértiles se produce poco o ningún esperma. Ahora, una nueva investigación del Instituto Stowers de Investigación Médica, en colaboración con el Centro Wellcome de Biología Celular de la Universidad de Edimburgo, está arrojando luz sobre lo que puede estar fallando en el proceso de formación de espermatozoides, lo que lleva a posibles teorías sobre futuros tratamientos.

«Una causa importante de infertilidad en los hombres es que simplemente no pueden producir esperma. Si sabes exactamente qué está mal, están surgiendo tecnologías en este momento que podrían brindarte una manera de solucionarlo», apunta el investigador de Stowers, el doctor Scott Hawley.

El estudio, publicado en ‘Science Advances’, del Hawley Lab y el investigador del Wellcome Center, Owen Davies, puede ayudar a explicar por qué algunos hombres no producen suficiente esperma para fertilizar un óvulo. En la mayoría de las especies que se reproducen sexualmente, incluidos los humanos, es necesario construir adecuadamente una estructura proteica crítica que se asemeje a un puente enrejado para producir espermatozoides y óvulos. El equipo dirigido por la ex investigadora postdoctoral asociada Katherine Billmyre descubrió que, en ratones, cambiar un punto único y muy específico en este puente provocaba su colapso, lo que desembocaba en infertilidad y, por lo tanto, proporciona información sobre la infertilidad humana en los machos debido a problemas similares con la meiosis.

La meiosis, el proceso de división celular que da lugar a los espermatozoides y los óvulos, implica varios pasos, uno de los cuales es la formación de una gran estructura proteica llamada complejo sinaptonémico. Como un puente, el complejo mantiene los pares de cromosomas en su lugar permitiendo que se produzcan los intercambios genéticos necesarios que son esenciales para que los cromosomas se separen correctamente en espermatozoides y óvulos.

«Un factor importante que contribuye a la infertilidad son los defectos en la meiosis. Para comprender cómo los cromosomas se separan correctamente en las células reproductivas, estamos realmente interesados en qué sucede justo antes de que se forme el complejo sinaptonémico entre ellos«, apunta Billmyre.

Estudios anteriores han examinado muchas proteínas que componen el complejo sinaptonémico, cómo interactúan entre sí y han identificado varias mutaciones relacionadas con la infertilidad masculina. La proteína que los investigadores investigaron en este estudio forma las redes del puente, que tiene una sección que se encuentra en humanos, ratones y la mayoría de los otros vertebrados, lo que sugiere que es fundamental para su ensamblaje. Modelar diferentes mutaciones en una región potencialmente crucial de la proteína humana permitió al equipo predecir cuál de ellas podría alterar la función de la proteína.

Los autores utilizaron una técnica precisa de edición de genes para realizar mutaciones en una proteína clave del complejo sinaptonémico en ratones, lo que permitió a los investigadores, por primera vez, probar la función de regiones clave de la proteína en animales vivos. Se verificó que una sola mutación, predicha a partir de los experimentos de modelado, era la culpable de la infertilidad en ratones.

«Estamos hablando de una cirugía puntual. Nos centramos en una pequeña región de una proteína en esta estructura gigantesca que estábamos bastante seguros de que podría ser una causa importante de infertilidad», afirma Hawley.

Los ratones se han utilizado durante mucho tiempo como modelos de enfermedades humanas. A partir de los experimentos de modelado que utilizan secuencias de proteínas humanas, junto con la alta conservación de esta estructura proteica en todas las especies, la molécula precisa que causó la infertilidad en ratones probablemente funcione de la misma manera en las personas.

«Lo que es realmente emocionante para mí es que nuestra investigación puede ayudarnos a comprender este proceso realmente básico que es necesario para la vida», señala Billmyre.

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