Los resultados son solo preliminares, advierten los investigadores.
Las células madre embrionarias humanas se han convencido para formar células similares a espermatozoides, informan los investigadores hoy.
Las células tienen algunos de los distintivos de los espermatozoides (pueden nadar, por ejemplo), pero requieren mucha más caracterización antes de que puedan ser aceptadas como un modelo experimental para el estudio de las enfermedades hereditarias y la infertilidad.
Mientras tanto, el uso de tales células para ayudar a las parejas infértiles a tener hijos sigue siendo una perspectiva lejana; en varios países, incluido el Reino Unido, en realidad sería ilegal incluso si estuvieran debidamente caracterizados.
Con aproximadamente una de cada siete parejas que experimentan problemas de fertilidad, existe un fuerte impulso para desarrollar un método sólido para generar esperma y óvulos para la investigación. Pero los investigadores han luchado durante años para producir células reproductivas a partir de células madre. La tarea es particularmente difícil porque requiere una forma compleja de división celular llamada meiosis, que reduce a la mitad el número de cromosomas por célula.
“Si estos genes no se modifican correctamente, es como si borrases un disco duro pero no lo hiciste muy bien”.
Además, el ADN empaquetado en células reproductivas se limpia de una modificación química conocida como metilación, que implica la unión de grupos metilo a ciertas regiones del genoma. Estas modificaciones se vuelven a agregar en patrones característicos de las células de esperma o óvulos.
La metilación puede afectar la expresión génica, y si la desmetilación o la remetilación no se producen adecuadamente, los resultados pueden ser desastrosos.
“Si estos genes no se modifican correctamente, es como si borrases un disco duro pero no lo hiciste muy bien”, dice Renee Reijo Pera, directora del Centro para la Investigación y Educación de Células Madre Embrionarias Humanas en la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford. en Palo Alto, California. “El embrión puede desarrollarse y nacer algunas crías, pero podría haber anormalidades graves”.
La posible evidencia de esto se observó en 2006, cuando Karim Nayernia, ahora de la Universidad de Newcastle Upon Tyne, Reino Unido, y sus colegas informaron que habían producido esperma de células madre embrionarias de ratón. Cuando los espermatozoides se utilizaron para fertilizar huevos de ratón, las pocas crías que nacieron murieron prematuramente. Nayernia dice que su laboratorio todavía está trabajando para determinar qué salió mal, pero los primeros resultados sugieren que el ADN en el esperma no fue remetilado adecuadamente.
De ratones a hombres.
Ahora, Nayernia y sus colegas han utilizado una técnica similar para crear células similares a espermatozoides a partir de células madre embrionarias humanas. El equipo etiquetó células madre embrionarias con un marcador fluorescente unido a un gen particular que se expresa durante el desarrollo de las células reproductivas, y cultivó las células en un medio que fomenta la diferenciación en células espermáticas.
Alrededor del 3% de las células resultantes contenían suficiente ADN para un solo conjunto de cromosomas, lo que sugiere que se había producido la meiosis. Algunas de estas células también formaban colas y eran móviles.
El trabajo es “un buen comienzo”, dice Reijo Pera, quien no estaba afiliado al estudio, pero se necesitará una caracterización adicional de estas células antes de que puedan ser consideradas como un modelo experimental para el estudio de los espermatozoides. Nayernia y sus colegas aún no han analizado los patrones de metilación en sus células espermáticas, ni han realizado un estudio detallado de la morfología de las células.
Robin Lovell-Badge, jefe de la División de Biología de Células Madre y Genética del Desarrollo en el Instituto Nacional de Investigación Médica de Londres, señala que el equipo de Nayernia observó solo el contenido total de ADN de las células, y no confirmó que contuvieran el derecho número de cromosomas. “Necesita identificar supuestas células haploides y verificar que realmente tengan todos los 23 cromosomas y no más”, dice Lovell-Badge.
Pero Nayernia dice que el trabajo es un “experimento de prueba de principio”. “No afirmamos que sea un espermatozoide completamente normal, pero tienen algunas de las características correctas”.
Estos problemas tendrían que abordarse con cuidado antes de intentar fertilizar un óvulo humano con las células, pero se podrían realizar algunas pruebas preliminares de la capacidad de las células similares a los espermatozoides para comportarse como espermatozoides. Por ejemplo, los espermatozoides deberían poder unirse a la membrana que rodea a las células de óvulos no fertilizados, independientemente de si hay un óvulo dentro, señala Reijo Pera.
Mientras tanto, Nayernia y sus colegas también lanzaron un proyecto para producir células de esperma a partir de células madre pluripotentes inducidas, que pueden generarse a partir de células adultas. Tales células facilitarían la obtención de células de esperma de muchos individuos. “Entonces podemos, por ejemplo, ver si los factores ambientales o genéticos están afectando la fertilidad, y qué etapa de la producción de esperma se ha visto afectada por esos factores”, dice.
Referencias
- Heidi Ledford nature.com
- Lee, JH et al. Células madre Dev. doi: 10.1089 / scd.2009.0063 ( 2009 ).
- Nayernia, K. et al. Dev. Cell 11 , 125-132 ( 2006 ). | Artículo | PubMed | ChemPort |
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