Biólogos de la Universidad de Brown han determinado cómo la pérdida de un gen en ratones masculinos ocasiona el agotamiento prematuro de su fertilidad. Sus nuevos conocimientos fundamentales en el complejo proceso de la generación de espermatozoides pueden tener aplicaciones directas a una pérdida similar de la fertilidad en los hombres.
Lo que el equipo descubrió que la pérdida del gen que hace produce la proteína TAF4b provoca un déficit en el número de células progenitoras en una etapa embrionaria del desarrollo reproductivo de un ratón macho. A falta de esas células precursoras importantes significa que los ratones se esfuerzan por desarrollar una robusta infraestructura de células madre para sostener la producción de esperma a largo plazo. Los ratones afectados son fértiles al principio, pero rápidamente se agota el suministro de esperma que pueden generar.
«Lo fascinante de estos ratones es que pueden reproducirse», dijo Richard Freiman, autor principal del nuevo estudio en la revista Stem Cells. «Los ratones generalmente puede reproducirse hasta los dos años de edad, pero estos ratones sólo puede reproducirse hasta los cuatro meses de edad.»
TAF4b es una proteína que afecta el cómo se regulan y transcribe los genes, y su ausencia tiene un profundo impacto en el sistema reproductivo. En trabajos anteriores, el grupo de investigación de Freiman ha demostrado que los ratones hembra sin TAF4b son totalmente estériles y que su edad ovárica se disminuye antes de tiempo. Sin embargo, en los experimentos con los hombres, dirigido por miembros del laboratorio Lindsay Lovasco y Eric Gustafson, el efecto resultó ser más sutil.
La Generación de espermatozoides sigue una compleja cadena de eventos, donde la investigación muestra que comienza incluso antes del nacimiento de un ratón macho. En sus experimentos, el equipo comparó el desarrollo de ratones con y sin el gen TAF4b. En ratones con TAF4b, las células progenitoras de espermatozoides en el embrión masculino surgen y proliferan normalmente, sentando las bases en los testículos como “una piscina sólida” de células madre de espermatogonias a desarrollar. Estas células madre son las que producen un suministro renovable de los espermatozoides. Sin TAF4b, hubo menor cantidad de células progenitoras y en consecuencia, un menor número de células madre. Ellos siguen produciendo espermatozoides al principio, pero no pueden renovar la producción a largo plazo. En última instancia, los testículos, que se desarrollan con normalidad, se vuelven improductivos y se atrofian.
Lo que no es todavía claro, a partir de la investigación es por qué el proceso se desvanece en lugar de sólo continuar, aunque a un nivel muy bajo la productividad. Una posibilidad es el bajo suministro de células madre de espermatogonias que impulsa al cuerpo a invertir todos sus escasos recursos en la producción de esperma inmediatamente, dejando ninguna de las células madre en un estado más flexible que puede renovar constantemente el suministro. Otra posibilidad es que, independientemente de la oferta, TAF4b es simplemente necesario para ver el proceso de renovación a través de, por ejemplo, el mantenimiento de algunas células madre en su estado regenerativo.
No sólo los humanos tienen un gen para TAF4b, un estudio publicado el año pasado en el Journal of Medical Genetics proporciona evidencia de que también importa para el conteo de espermatozoides. La investigación informó que cuatro hermanos turcos que llevan una mutación en el gen TAF4b tenían conteos bajos de esperma. Su mutación estaba en la misma región de su gen como los del equipo de la de Freiman generado en los ratones.
«Las implicaciones humanas son muy emocionantes», dijo. «Es posible que los hombres mayores o con la mutación, como los adolescentes, fueran capaces de producir esperma funcional.»
Ciertamente, se necesita más investigación, dijo Freiman, pero si la mutación de TAF4b actúa en los hombres de la misma manera que en ratones, su esperanza es que la detección de la mutación en los adolescentes podría permitir a los médicos congelar su esperma para que cuando sean mayores y quieran tener hijos, puedan disponer de dicho suministro bancarizado.
«Es por esto que los conocimientos fundamentales son tan importantes», dijo Freiman. «Si entendemos el proceso, podríamos ser capaces de hacer algo que no podíamos hacer antes».
La investigación también sugiere la importancia del desarrollo, incluso en la etapa embrionaria.
«Los procesos de desarrollo que ocurren en la embriogénesis realmente tienen un profundo efecto en la capacidad en qué los sistemas de órganos adultos funcionen adecuadamente», dijo Freiman. «Esto puede ser un ejemplo, donde un déficit durante la embriogénesis puede impedir la capacidad de estos ratones de reproducirse como adultos.»
Fuente: www.medicalnewstoday.com