Esperma artificial produce crías de ratón sanas y fértiles

Un equipo de científicos de la Universidad Médica de Nanjing (China) ha logrado convertir células madre embrionarias de ratones en esperma funcional con el que luego se ha logrado descendencia con técnicas de reproducción in vitro. El trabajo, cuyos resultados se han publicado en el último número de la revista Cell Stem Cell, proporciona una plataforma para tratar en el futuro la infertilidad masculina humana, según los autores.

La infertilidad afecta hasta a un 15% de las parejas, y en un tercio de los casos está ligada a los hombres. Una de las principales causas es el fallo de las células germinales en los testículos para realizar un tipo de división celular llamado meiosis, que sirve para crear el esperma.

"Nuestra técnica es prometedora para el tratamiento de infertilidad masculina, ya que sintetiza todas las etapas de la meiosis”, dice Sha

Hasta hace poco, se habían generado con éxito células germinales a partir de células madre, pero no se había conseguido evaluar por completo su funcionalidad ni proporcionar pruebas de todas las características de la meiosis. Sin embargo, la nueva técnica parece haber superado este obstáculo.

“Lograr el desarrollo in vitro de las células germinales ha constituido un objetivo fundamental tanto en biología como en medicina reproductiva. Hemos logrado un avance importante gracias a la obtención de esperma funcional en el laboratorio”, declara Jiahao Sha, coautor del estudio.

Estándar para las células germinales artificiales

Recientemente, un comité de biólogos especializados en reproducción ha establecido un estándar para probar que los principales resultados de la meiosis se han producido en las células germinales artificiales. Por ejemplo, los investigadores deben demostrar que el contenido del ADN nuclear en etapas meióticas específicas es correcto, así como el número de cromosomas y su organización. Además, las células germinales deben ser capaces de desarrollarse y generar descendientes viables.

“Nuestro método cumple totalmente con los estándares señalados por el comité, así que creemos que esta técnica es muy prometedora para el tratamiento de infertilidad masculina, ya que sintetiza plenamente todas las etapas de la meiosis», dice Sha.

Este gráfico representa el proceso llevado a cabo en el laboratorio para generar el esperma a partir de células madre embrionarias de ratones. / Zhou, Wang, Yuan et al.

Para lograr su objetivo, el equipo expuso las células madre a una mezcla química para convertirlas en células germinales primordiales. A continuación, los investigadores imitaron las condiciones del tejido natural de estas células al exponerlas a células testiculares y hormonas sexuales como la testosterona.

En estas condiciones biológicamente relevantes, las células germinales se sometieron a la meiosis completa, dando lugar a células de esperma con ADN nuclear y contenido cromosómico correctos.

Para proporcionar una prueba definitiva de la meiosis –acorde a los estándares del comité–, los investigadores inyectaron estas células de esperma en óvulos de ratonas y después transfirieron los embriones a las hembras. Como resultado, estos embriones se desarrollaron con normalidad y se convirtieron en crías sanas y fértiles.

Los investigadores inyectaron las células de esperma en óvulos de ratonas y después transfirieron los embriones a las hembras

Riesgos e implicaciones éticas

En futuros estudios, los investigadores planean utilizar su descubrimiento para examinar los mecanismos moleculares que controlan la meiosis. También probarán esta técnica en otros animales como los primates antes de su estudio en humanos.

Sin embargo, antes deberán ser descartados los posibles riesgos y se deberán considerar todas las implicaciones éticas relacionadas con el uso de células embrionarias.

“Si este método demuestra ser seguro y eficaz en seres humanos, nuestra plataforma podría generar espermatozoides completamente funcionales para la inseminación artificial o la fertilización in vitro”, apunta Sha.

“Debido a que los tratamientos actuales no funcionan para muchas parejas, esperamos que nuestra propuesta pueda mejorar sustancialmente las tasas de éxito para la infertilidad masculina”, concluye.

Referencia bibliográfica:

Xiao-Yang Zhao, Jiahao Sha, Qi Zhou et al. “Complete Meiosis from Embryonic Stem Cell-Derived Germ Cells In Vitro”. Cell Stem Cell 18(1-11) DOI: 10.1016/j.stem.2016.01.017. 25 de febrero de 2016