Chd5, la proteína que hace a los hombres infértiles

Chd5, la proteína que hace a los hombres infértiles
Un célula espermática con dos copias normales de Chd5 (izda) y otras tres sin la proteína

El gen está encargado del proceso de empaquetado de ADN en las células espermáticas

La clave de la infertilidad masculina podría estar en única proteína, esencial para el desarrollo del esperma. Lo dice un equipo de los investigadores del Cold Spring Harbor Laboratory (EE.UU.) que en un trabajo que se publica en «Nature Communications» explica cómo una proteína controla el proceso de «empaquetamiento» del ADN encargado de proteger la información genética del hombre.

El esperma, explica el autor del trabajo, Alea Mills, no es más que un vehículo de reparto de la información genética de un hombre. Las células especializadas son poco más que un haz de ADN impulsado por motores moleculares y, por ello, son diminutas: de la cabeza a la cola una célula de esperma mide sólo 50 micrómetros de largo (un huevo es 30 veces más grande). Este mínimo tamaño tiene sus ventajas, asegura Mills, pero también inconvenientes: el material genético del varón debe ser muy bien empaquetado para que quepa en un espacio tan minúsculo.

Pero este problema de empaquetado no es exclusivo de los espermatozoides. Cada célula contiene un genoma humano completo, que tiene un extensión de casi dos metros si se despliega. Para contener esta longitud masiva de ADN las células comprimen nuestra información genética. Así, en cada núcleo de la célula el ADN se enrolla como un hilo alrededor de carretes de proteínas, llamadas histonas. Y dicho hilo, comenta Mills, puede desenrollarse fácilmente en cualquier momento para permitir el acceso a la información genética. Sin embargo, en los espermatozoides el problema de embalaje es mucho más grave, ya que su ADN está aún más condensado. Para resolver el problema, las histonas se sustituyen por pequeñas proteínas llamadas protaminas. Y este proceso de reenvasado, llamado remodelación de la cromatina, es absolutamente esencial para la fertilidad masculina.

Sin copias del gen CHD5

En el trabajo que ahora se publica en «Nature Communications», Mills y su equipo han identificado una proteína, llamada CHD5 , como un regulador clave de la remodelación de la cromatina durante el desarrollo de los espermatozoides. Lo que ha hecho su equipo es eliminar las dos copias del gen CHD5 de ratones machos y así han descubierto que estos animales tenían defectos de fertilidad graves, que van desde el número de espermatozoides a la disminución de la motilidad espermática. Y vieron que dicho esperma defectuoso fracasó al fertilizar los huevos cuando se realizó la fertilización in vitro (FIV).

Mills ha estado interesado en CHD5 desde el momento en que su equipo descubrió en 2007 que actúa como un supresor tumoral, que puede impedir que las células se conviertan en cancerosas. «Sabemos que esta habilidad tiene algo que ver con la remodelación de la cromatina -que cuando es defectuosa hace que las células normales se transformen en tumores –afirma-. Pero la reorganización de la cromatina más importante se produce cuando las células especializadas que llevan nuestro mapa genético se convierten en células espermática. Por eso, tiene sentido que CHD5 esté funcionando en este proceso».

Esto es, de hecho, lo que encontraron Mills y su equipo. Cuando CHD5 no está presente, la remodelación de la cromatina se interrumpe y las histonas no se sustituyen de manera eficiente con protaminas para volver a empaquetar el ADN, lo que produce un genoma más desigual, menos condensado.

ADN dañado

Los investigadores han visto que este cambio en el empaquetado del ADN tiene efectos dramáticos sobre el propio ADN: si no hay CHD5, la doble hélice se daña, se rompe en múltiples puntos a lo largo del genoma. «Así que además de la infertilidad –afirma Mills-, la pérdida de CHD5 puede predisponer a las futuras generaciones a un mayor riesgo de enfermedad». Según Mills, «CHD5 puede proteger a una persona de patologías relacionadas con el daño del ADN y las mutaciones espontáneas, como el cáncer y el autismo».

Los investigadores están ahora analizando el papel de CHD5 en la fertilidad humana a partir de información obtenida de las biopsias de testículos obtenidas de hombres con problemas de fertilidad. «Hemos encontrado que los que tienen los defectos más graves tenían los niveles más bajos de CHD5 y, aunque de momento es solo una asociación, estamos deseosos de entender completamente cómo CHD5 afecta el desarrollo del esperma en el hombre».

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