Esta semana, Louise Brown, la primera persona nacida después de la concepción por fertilización in vitro FIV, celebra su 40 cumpleaños. Gracias a las tecnologías de reproducción asistida como la FIV y la inyección intracitoplasmática de espermatozoides y a las nuevas técnicas desarrolladas en animales de laboratorio, los investigadores puedenpara descubrir nuevos detalles sobre los procesos de fertilización y reproducción en mamíferos. Esta investigación proporciona información sobre la herencia y las contribuciones genéticas y epigenéticas a la descendencia, tanto de la madre como del padre.
Dos estudios publicados en la revista Célula del desarrollo el 26 de julio proporciona nueva información sobre la contribución de los machos a su descendencia. Ambos observaron pequeños ARN para determinar cómo estas moléculas contribuyen a los cambios epigenéticos en los espermatozoides en ratones. Las contribuciones de las hembras de mamíferos a su descendencia son evidentes, a partir deADN nuclear y mitocondrial, así como la exposición a diversos factores durante la gestación, por ejemplo, pero se sabe mucho menos sobre las contribuciones masculinas más allá del ADN que se encuentra en los espermatozoides.
"El estudio de las contribuciones paternas al desarrollo, incluidas las contribuciones ambientales a la salud de los espermatozoides, es un campo de investigación floreciente", dice Oliver J. Rando, investigador en bioquímica y farmacología molecular en la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts y seniorautor de ambos artículos. "Además, debido al aumento en el uso de reproducción asistida, también es vital observar las diferencias entre los espermatozoides extraídos directamente de los testículos y los espermatozoides eyaculados, para investigar si estas diferencias pueden tener un impacto en elsalud a largo plazo de la descendencia "
En un estudio, dirigido por el compañero posdoctoral Upasna Sharma, los investigadores observaron la pequeña dinámica de ARN que ocurre cuando los espermatozoides abandonan los testículos y viajan a través del epidídimo hacia el conducto deferente, un proceso que demora aproximadamente dos semanas. Descubrieron queLos espermatozoides experimentaron cambios drásticos en su carga útil de ARN durante este tiempo. También confirmaron que parte del ARN que se encuentra en los espermatozoides se origina en el epidídimo paterno y luego se transfiere a las células espermáticas, un hallazgo que proporciona evidencia de la transferencia de información de soma a línea germinal enmamíferos.
El segundo estudio analizó las implicaciones funcionales de los ARN pequeños en los espermatozoides, es decir, si estos ARN pequeños tienen algún efecto sobre los espermatozoides o el cigoto. El equipo, dirigido por el primer autor Colin C. Conine, descubrió que los ARN pequeños enlos espermatozoides son esenciales para el desarrollo normal de la preimplantación. Específicamente, mostraron que los espermatozoides tomados desde el comienzo del epidídimo exhibieron una regulación errónea dramática en una variedad de ARN y otros reguladores epigenéticos. Cuando este esperma se usó para fertilizar óvulos, el resultado fue el fracaso del implante del embriónen el útero de manera eficiente. También demostraron que estos defectos pueden corregirse microinyectando pequeños ARN desde el final de la vía epididimaria al embrión recién formado.
Estudios anteriores del laboratorio de Rando y otros sugirieron que las condiciones ambientales paternas pueden afectar la salud de su descendencia y que el estilo de vida y la exposición de un hombre a elementos potencialmente peligrosos, como el estrés y las toxinas, pueden afectar los niveles y tipos de ARN pequeñoen el esperma
Los investigadores planean continuar estudiando el papel de los ARN pequeños en la reproducción y el desarrollo. "Esta investigación es de vital importancia debido al uso creciente de la reproducción asistida", dice Rando. "Se crea un subconjunto sustancial de embriones mediante la fertilización con esperma testicular"., que tienen contenidos de ARN drásticamente diferentes de los espermatozoides eyaculados. Dado que ahora mostramos que incluso las diferencias de ARN relativamente sutiles entre los espermatozoides desde el principio y el final del epidídimo pueden afectar gravemente a la descendencia, es crucial entender si los niños nacidos de espermatozoides testiculares tendrán algunamayores riesgos de enfermedades a medida que crecen hasta la edad de la enfermedad compleja de aparición en adultos ".
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