La infertilidad patológica es un trastorno que afecta a aproximadamente el 7 por ciento de los hombres, y entre los afectados, se cree que entre el 10 y el 15 por ciento tiene una causa genética. Sin embargo, identificar los genes precisos responsables de la enfermedad ha sido difícil, debido a la gran cantidad de personas involucradas en la generación y el desarrollo de células espermáticas.
En un nuevo artículo que se publica en ‘Science Signaling’, un equipo japonés informa sobre el mecanismo de la causa de la infertilidad: el desarrollo incompleto de las proteínas que contienen el ADN en las células espermáticas, y el éxito a la hora de hacer que los ratones de estudio sean fértiles al reemplazar un solo aminoácido en una proteína clave.
En cada célula, el ADN similar a un hilo se enrolla fuertemente en el núcleo alrededor de las proteínas similares a bobinas llamadas «histonas». Y en las células espermáticas, que producen los seres humanos más pequeños, se necesita otra proteína llamada ‘protamina’ para enrollar aún más las hebras.
«Hace aproximadamente 30 años que se sabe que las protaminas se modifican y maduran durante el desarrollo del esperma para permitir un funcionamiento adecuado», explica la primera autora Katsuhiko Itoh, de la Escuela de Posgrado de Medicina de la Universidad de Kyoto, en Japón. «Esto nos llevó a revelar el mecanismo subyacente y las consecuencias biológicas de la regulación de la protamina, para que podamos ver cómo este proceso contribuye a la ‘espermatogénesis’, la fabricación de células espermáticas», añade.
El equipo se centró en una serie de chaperones: proteínas que ayudan en el procesamiento de otras proteínas. El análisis genético detallado reveló que una chaperona conocida como Hspa4l es clave para el desarrollo adecuado de las células espermáticas, y que su disfunción tiene consecuencias similares a la deficiencia en un gen llamado Ppp1cc2.
Compleja red de interacción entre genes y modificación de proteínas
«Un estudio adicional demostró que Hspa4l es vital para el buen funcionamiento de la fosfatasa Ppp1cc2, un regulador de proteínas –continúa Itoh–. Una disfunción en Hspa41 impide que Ppp1cc2 alcance la cromatina, lo que ocasiona que no se realice la desfosforilación de la protamina 2 en la serina 56 y que la protamina 2 no funcione, por lo que las células espermáticas no se desarrollan».
Con estos datos, el equipo produjo un ratón en el que se sustituyó la serina 56 por alanina, desfosfomomimética de serina desfosforilada: el único reemplazo de aminoácido que marcó la diferencia. Cuando se combina con una mutación que resulta en Hspa41 no funcional, el ratón no mostró disfunción en la espermatogénesis, lo que preservó la fertilidad de manera efectiva.
Itoh enfatiza que la investigación de su equipo muestra el valor de estudiar la modificación de la protamina en el proceso de maduración de las células espermáticas. El grupo espera desentrañar aún más la compleja red de interacción de genes y la modificación de proteínas en la espermatogénesis y sus implicaciones adicionales para la infertilidad.
Fuente: infosalus.com