Los científicos dan la vuelta a una nueva pieza del rompecabezas de la infertilidad masculina
Los científicos del Cincinnati Children's parecen haber dado la vuelta a otra pieza del rompecabezas poco explorado de la infertilidad masculina.
En los resultados publicados el 26 de octubre de 2021 en Cell Reports, un equipo dirigido por los coautores Anna Heinrich, BS, Bidur Bhandary, PhD, y el autor principal Tony De Falco, PhD, arroja nueva luz sobre cómo la producción de esperma puede ir mal cuando un determinado gen no funciona en el momento adecuado.
Comprender mejor cómo actúa Cdc42 en el sistema reproductor masculino proporciona información clave para utilizar este gen como posible biomarcador de la infertilidad o la reducción de la función testicular".
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Tony De Falco, PhD, autor principal
El estudio se centra en la función de las células de Sertoli, que se alinean a lo largo de las paredes interiores de los largos y estrechos tubos de los testículos, llamados túbulos seminíferos, en los que tiene lugar la producción de esperma. Las células de Sertoli, a veces llamadas "células nodrizas", actúan como estaciones de acoplamiento que proporcionan nutrientes a los espermatozoides en desarrollo.
En experimentos con modelos de ratón, el equipo descubrió que cuando el gen Cdc42 falta o no funciona, se altera la polaridad de las células de Sertoli, lo que significa que algunas pueden estar adheridas u orientadas incorrectamente dentro de los túbulos seminíferos. Las células desalineadas son menos capaces de albergar espermatozoides y algunas de las células de Sertoli desalineadas mueren por sí mismas, lo que reduce la capacidad de los testículos de producir un suministro continuo de esperma.
Los científicos también descubrieron que esta alteración de la producción de esperma se produce en los testículos adultos maduros, pero no en los juveniles.
¿Por qué es importante este descubrimiento sobre las células de Sertoli?
Casi 1 de cada 7 parejas en Estados Unidos es infértil. En muchas situaciones, la infertilidad masculina desempeña un papel importante. No se sabe bien cuántos casos de infertilidad pueden atribuirse a un mal funcionamiento de las células de Sertoli, pero en teoría, los tratamientos que podrían mejorar la función de las células de Sertoli mejorarían la producción de esperma masculino.
Intentar alterar directamente el gen Cdc42 no es probable que sea una opción, al menos no a corto plazo. Esto se debe a que el gen Cdc42 desempeña muchas funciones en todo el organismo.
"Sería difícil dirigir este gen específicamente a los testículos sin afectar a otros órganos, tipos de células o procesos celulares", afirma De Falco.
Además, incluso si un tratamiento puede limitarse a las células de Sertoli, las variaciones genéticas resultantes tendrían un riesgo importante de transmitirse a las generaciones futuras, incluyendo efectos secundarios potencialmente desconocidos.
"Por estas razones, hay que poner un listón muy alto para regular, probar y validar el uso de las tecnologías de edición genética en pacientes humanos", afirma De Falco.
Lo más probable es que estos conocimientos sirvan para desarrollar mejores pruebas de diagnóstico que permitan identificar mejor las causas específicas de la infertilidad masculina. En la actualidad, el diagnóstico del mal funcionamiento de las células de Sertoli suele requerir una biopsia. Potencialmente, si una prueba no invasiva pudiera mostrar que un niño tiene un alto riesgo de desarrollar células de Sertoli desalineadas en la edad adulta, la persona podría beneficiarse de un biobanco testicular o de esperma.
La investigación sobre el nervio periférico sirve de inspiración
Aunque investigaciones anteriores en ciencias de la reproducción habían levantado sospechas sobre el papel de Cdc42 en la fertilidad, el equipo atribuye a una colaboración con el laboratorio de Nancy Ratner, PhD, experta en tumores nerviosos del Cincinnati Children's, un paso clave para avanzar en el trabajo.
"Su laboratorio había descubierto que Cdc42 era necesario para la función de las neuronas periféricas, probablemente a través de la regulación de la polaridad celular", dice De Falco, "propusimos que la mutación de Cdc42 también podría alterar la función de las células de Sertoli, ya que es un tipo de célula altamente polarizada similar a las neuronas. Pudimos utilizar el mismo modelo de ratón que ellos, ya que también eliminaba Cdc42 en las células de Sertoli".
Próximos pasos
El equipo de De Falco tiene previsto investigar más a fondo el mal funcionamiento de la polaridad celular en otros tipos de células implicadas en la fertilidad masculina.
"Por ejemplo, las células germinales también son células muy polarizadas cuando se diferencian en espermatozoides, con una morfología de cabeza y cola. Sería interesante ver si Cdc42 también regula la polaridad celular de los espermatozoides como lo hace con las células de Sertoli. También nos gustaría averiguar si la polaridad celular es fundamental para la función de otros tipos de células testiculares, como las células inmunitarias, las células vasculares y las células de Leydig productoras de esteroides".
