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Científicos de la Facultad de Veterinaria de la Universidad de Murcia investigan los mecanismos asociados a la fecundación en mamíferos, todavía muy desconocidos.
El proceso de reproducción, el responsable de que la vida exista sobre el planeta, sigue siendo un gran desconocido para la ciencia. Y cuanto más se investiga sobre él, más difícil se lo pone a los científicos.
Dice Pilar Coy, catedrática de Fisiología de la Universidad de Murcia (UMU), que «cuanto más sabemos, más nos damos cuenta de lo que nos falta por saber. Para colmo, conforme vamos profundizando en el conocimiento de los mecanismos moleculares implicados en procesos clave en la reproducción, como es el caso de la fecundación, nos vamos dando cuenta de que incluso algunas certezas que teníamos no son tan evidentes».
Por poner un ejemplo, menciona que, «hasta hace poco, estábamos convencidos de que para que el espermatozoide fuera capaz de fecundar un ovocito (más conocido como óvulo) era necesario que llegara a contactar con él antes de sufrir la denominada reacción acrosómica -un proceso de remodelación de las membranas que rodean la cabeza del espermatozoide (acrosoma), que finaliza con la rotura de esas membranas y liberación de enzimas que, en teoría, facilitaban el paso del gameto masculino a través de la envoltura más externa del ovocito, la zona pelúcida-».
Sin embargo, el profesor Yanagimachi, de la Universidad de Honolulu (Hawái, Estados Unidos), una autoridad mundial en reproducción que, por cierto, ha visitado la Universidad de Murcia en dos ocasiones, y otros investigadores, «han mostrado recientemente que espermatozoides que ya han perdido su acrosoma durante su avance por la trompa uterina son capaces de fecundar al ovocito. Por tanto, lo que antes creíamos un requisito necesario para la fecundación ahora resulta que no lo es».
A día de hoy, aún no se conoce la identidad de muchas de las moléculas que intervienen en el proceso de reconocimiento y unión espermatozoide-ovocito. Tampoco se sabe cuál es la función de los cientos de proteínas que se han identificado en las secreciones del aparato reproductor. Sí se conocen datos sobre algunas de ellas (cómo se regulan, cuándo actúan, qué ocurre si no están…), pero no sobre otras muchas que, evidentemente, están ahí por algo. Lo mismo ocurre con los procesos de implantación del embrión.
En muchos casos, a pesar de conseguirse una fecundación y formación de un embrión sano, este no es capaz de implantarse porque el útero no es todo lo receptivo que cabría esperar. Las pérdidas embrionarias por fallos de implantación son muy numerosas y es necesario conocer las causas para poder resolver el problema. La identificación de los mecanismos moleculares implicados es un paso imprescindible para ello.
Estudios
Algunos de los resultados que obtenga de su trabajo (centrado en porcino) el grupo de Fisiología de la Reproducción de la Facultad de Veterinaria de la UMU, que dirige Coy, serán extrapolables a otras especies pero no todos. «Los grandes principios básicos pueden ser similares entre mamíferos, pero los mecanismos moleculares varían a menudo e incluso encontramos mecanismos alternativos para realizar una misma función (por ejemplo, el control de la polispermia, que consiste en evitar que entre más de un espermatozoide en cada ovocito)».
En estos casos, hay especies que para conseguir ese fin (evitar la polispermia en este ejemplo), utilizan un mecanismo y otras que emplean otro, aunque las dos especies puedan tener la información genética necesaria para desplegar ambos. «Llevando esto a un contexto más amplio, si por mecanismos reproductivos entendemos aspectos que van desde el comportamiento de cortejo hasta el apareamiento, la gestación o el parto, cualquier persona un poco observadora puede entender que hay muchas semejanzas entre las distintas especies pero también muchas diferencias», añade.
Y aún más complejo es el caso de los humanos, ya que los primates son muy particulares entre los mamíferos. Son los únicos en los que el ciclo reproductor de la hembra se define en base a los cambios en el endometrio (ciclo menstrual) y no en base a los cambios de comportamiento asociados al ciclo ovárico (ciclo estral, en todas nuestras especies domésticas). Dicho esto, es evidente que hay muchos mecanismos similares, pero hay que encontrar la especie más adecuada para comparar en cada caso.
Durante demasiado tiempo se ha usado el modelo del ratón en la extrapolación de resultados a la especie humana y éste no siempre es el más adecuado. Según Pilar Coy, «antes de concluir sobre si un mecanismo descrito en una especie es extrapolable a la especie humana o a cualquier otra especie, es necesario realizar numerosas pruebas, desde identificar la expresión de los genes y proteínas implicados en las células, tejidos u órganos que participan en él hasta comprobar la pérdida o ganancia de función cuando inhibimos o estimulamos esa ruta determinada con diferentes moléculas».
En relación con este tema, es fundamental que se utilicen diferentes modelos animales para contrastar la eficacia e inocuidad de cada nueva técnica de reproducción asistida que se pretenda usar en la especie humana y, en este sentido, el uso de modelos como la vaca o la cerda puede tener un gran interés. Recientemente, con el ‘boom’ en el campo de la epigenética, se está empezando a ver que las técnicas de reproducción asistida, a pesar de que producen individuos sin alteraciones genéticas, pueden tener un coste epigenético que se traduzca posteriormente en una mayor tendencia a desarrollar determinadas enfermedades en la vida adulta. Esto puede evitarse si se emplean modelos animales adecuados para testar cada técnica antes de su extrapolación a la especie humana.
Justo lo que no ocurrió en el caso de la ICSI (Inyección Intracitoplasmática de Espermatozoides). Explica Pilar Coy que «se implantó rápidamente en la especie humana sin haberse desarrollado prácticamente en animales. Sin poner en duda, en ningún momento, la eficacia y el valor indiscutible de la ICSI como alternativa para muchas parejas cuando falla la fecundación ‘in vitro’ tradicional, debería ser eso, una alternativa, y no el método de elección en todos los casos. Sobre todo después del estudio que se ha publicado recientemente en la revista ‘Human Reproduction’: empleando por primera vez personas que acaban de llegar a la edad adulta y nacieron mediante ICSI, los mismos investigadores belgas que introdujeron la ICSI en la práctica clínica en 1991, han demostrado (aunque es una población pequeña y es necesario corroborarlo) que estos varones tienen una menor concentración espermática, menor número total de espermatozoides y menor número medio de espermatozoides mótiles que los varones concebidos espontáneamente».
«Esto nos sirve simplemente de advertencia y nos obliga a cambiar un poco la perspectiva en los temas de reproducción asistida humana: el objetivo no debe consistir en conseguir un niño recién nacido en casa como hasta ahora, sino en lograr un niño recién nacido en casa fértil y con un perfil epigenético normal. Si no avanzamos en esta dirección, el problema de la infertilidad en la especie humana será cada vez mayor», agrega.
No obstante, la mayor parte (aunque no todas) de las técnicas de reproducción asistida que se emplean en la especie humana se desarrollaron inicialmente empleando animales de laboratorio, principalmente ratones, hámsters o ratas. En el campo de la veterinaria, estas técnicas se desarrollaron en paralelo para optimizar los recursos genéticos disponibles en las explotaciones ganaderas y poder transmitir factores deseables a la descendencia (mayor calidad de carne, mayor prolificidad, etc.) con mayor rapidez o también para evitar el contagio de enfermedades de transmisión sexual.
En este sentido, la técnica estrella fue la inseminación artificial, que hoy día ya está totalmente implantada y, por ejemplo en el caso de las grandes explotaciones porcinas, ha sustituido totalmente a la monta natural. En el caso de la vaca, por otro lado, se han desarrollado más las técnicas de producción ‘in vitro’ de embriones (que incluye maduración de ovocitos, fecundación ‘in vitro’ y cultivo de embriones) que hoy día se comercializan vitrificados (una técnica de criopreservación que da mejores resultados que la llamada congelación lenta).
En el año 2014, según datos de la IETS (International Embryo Technology Society), el número total de embriones de vacas transferidos en el mundo (producidos ‘in vitro’) superó los 300.000 y de ellos unos 70.000 habían sido criopreservados. Por otra parte, más de 400.000 embriones de vaca recogidos ‘in vivo’ de donantes superovuladas fueron transferidos a receptoras y, de ellos, más de la mitad habían sido previamente congelados.
En el caso de la recuperación de especies en peligro de extinción, lo realmente valioso es tener bancos de germoplasma que permitan recuperar en el futuro cualquier especie, es decir, se trata más de un asunto de conservación de recursos genéticos que de recuperación de especies en sí.
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