Espermatozoides pueden envenenarse entre sí, revela estudio

Una de las mayores competiciones que existen es la batalla entre los espermatozoides que compiten para llegar primero al óvulo. Teniendo en cuenta los millones de espermatozoides que compiten, y el hecho de que en la mayoría de las ocasiones solo hay un ganador, la carrera seguramente será intensa y, a veces, un poco despiadada.

Una parte clave de esta competencia es la motilidad, ya que los espermatozoides que pueden moverse mejor tienen una mayor probabilidad de llegar primero al óvulo para fertilizarlo.

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Ahora, investigadores del Instituto Max Planck de Genética Molecular han demostrado, utilizando ratones, que una proteína activa llamada RAC1 es realmente importante para la capacidad de los espermatozoides de moverse progresivamente.

Los espermatozoides que tienen la cantidad óptima de esta proteína tienen más posibilidades de competir y los que no fallan miserablemente.

La parte interesante del nuevo estudio, publicado en PLoS Genetics, es que los ratones contienen un fragmento de gen “egoísta” que rompe la regla estándar de la herencia genética, proporcionando a algunos espermatozoides una tasa de éxito del 99% si la tienen.

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Los investigadores describieron el segmento genético como un “haplotipo t” (esperma t) que contiene variantes genéticas. Han demostrado por primera vez que los espermatozoides de los ratones que lo contienen tienen capacidades de movimiento más progresivas y pueden avanzar más rápido en comparación con sus compañeros, lo que aumenta sus posibilidades de fertilizar el óvulo.

Además, los investigadores vincularon este segmento genético “egoísta” a la proteína activa RAC1. Esta proteína actúa como un interruptor, transmitiendo información desde el exterior al interior de las células mediante la activación de otras moléculas de señalización.

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Se sabe que tiene funciones para dirigir células como las células inmunes hacia sus objetivos. Los autores del nuevo estudio plantearon la hipótesis de que RAC1 también podría estar ayudando a los espermatozoides a “olfatear” su camino hacia el óvulo.

“La competitividad de los espermatozoides individuales parece depender de un nivel óptimo de RAC1 activo; tanto la actividad reducida como excesiva de RAC1 interfiere con el movimiento hacia adelante efectivo ”, dijo la Dra. Alexandra Amaral, primera autora del estudio, en un comunicado.

Más interesante aún, los autores encontraron que los espermatozoides t que contenían el segmento genético del haplotipo t podrían inhabilitar otros espermatozoides en la competencia que no lo contenían.

Al principio de la espermatogénesis (la maduración de los espermatozoides), ciertos factores de distorsión se distribuyen específicamente a todas las células de espermatozoides. Estos factores son en cierto sentido el veneno y podrían distorsionar las señales reguladoras en otros espermatozoides “normales”, disminuyendo su capacidad de movimiento.

“Los espermatozoides con el haplotipo t logran inhabilitar los espermatozoides sin él”, dijo Bernhard Herrmann, director del MPIMG y del Instituto de Genética Médica de Charité – Universitätsmedizin Berlin, y autor correspondiente del estudio.

“El truco es que el t-haplotipo” envenena “todos los espermatozoides, pero al mismo tiempo produce un antídoto, que actúa sólo en t-espermatozoides y los protege”, explicó. “Imagínese un maratón, en el que todos los participantes se envenenan con agua potable, pero algunos corredores también toman un antídoto”.

Durante la formación de los espermatozoides, los cromosomas se dividen uniformemente y cada espermatozoide recibe la mitad de las copias originales en la célula precursora que se dividió.

Solo los espermatozoides del haplotipo t que heredan una copia del cromosoma que contiene este segmento genético producen un factor adicional que puede revertir los efectos negativos de los factores distorsionantes de otros espermatozoides t.

Por lo tanto, no están influenciados y, en cierto sentido, están protegidos en comparación con los espermatozoides que no lo tienen. El estudio señaló que los espermatozoides t no tienen ninguna ventaja si se los deja solos, sin espermatozoides normales con los que competir.

Por ejemplo, cuando los investigadores probaron ratones machos con el segmento en solo una de las dos copias del cromosoma 17 (el cromosoma del que se hereda el segmento del haplotipo t), tenían una mezcla de esperma t y esperma “normal”.

Se dieron cuenta de que eran principalmente los espermatozoides normales los que tenían dificultades para avanzar, lo que ilustra la competitividad de los espermatozoides t para superarlos debido a su truco sucio de envenenamiento con factores distorsionantes, lo que hizo que los espermatozoides normales se movieran más lentamente.

Sin embargo, cuando aplicaron una sustancia al segundo grupo de espermatozoides t mixtos y espermatozoides normales que inhibe la capacidad de la proteína activa RAC1, observaron que los espermatozoides normales también podían nadar progresivamente.

Esto aprovechó la ventaja del t-esperma, ya que la actividad anormal de RAC1 perturba la motilidad progresiva.

Luego, los investigadores concluyeron la razón por la cual algunos ratones machos que heredan dos copias del segmento genético en ambas copias del cromosoma 17 son estériles.

Esto se debe a que durante la espermatogénesis estos ratones solo producen espermatozoides t, que contienen demasiado RAC1 y no tienen espermatozoides normales con los que competir.

Esto, a su vez, da como resultado una disminución de su propia motilidad y el esperma t casi no puede avanzar. Por lo tanto, señalaron los autores, muy poca proteína RAC1 puede reducir la motilidad, demasiada puede hacer lo mismo y, por lo tanto, algunas formas de infertilidad masculina en humanos podrían ser el resultado de la actividad aberrante de RAC1. Sin embargo, se necesita más investigación en el futuro para investigar eso.

“Nuestros datos destacan el hecho de que los espermatozoides son competidores despiadados”, afirmó Herrmann. Además, el ejemplo del haplotipo t demuestra cómo algunos genes usan trucos algo sucios para transmitirse. “Las diferencias genéticas pueden dar a los espermatozoides individuales una ventaja en la carrera por la vida, promoviendo así la transmisión de variantes genéticas particulares a la siguiente generación”, concluyó.

Con información de IFL Science