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A medida que los hombres envejecen, su esperma contiene más mutaciones que causan enfermedades
Por primera vez, los científicos han identificado la fuente de algunas mutaciones graves que causan enfermedades en los tubos productores de esperma dentro de los testículos de hombres sanos.
A medida que un hombre envejece, su esperma contiene una proporción cada vez mayor de células con mutaciones egoístas, dicen los investigadores.
Andrew Wilkie, profesor de patología Nuffield en la Universidad de Oxford en el Reino Unido, y sus colegas describen sus hallazgos en un documento publicado en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
Los autores sugieren que su trabajo debería ayudarnos a comprender mejor cómo pueden surgir enfermedades genéticas en los hijos de padres que no los tienen.
Los hombres no nacen con células de esperma ya preparadas (en contraste, las mujeres nacen con todas sus células de huevo). La producción de esperma comienza en la pubertad, en una maraña de tubos parecidos a los espaguetis, los túbulos seminíferos, dentro de los testículos. Cada testículo contiene alrededor de 400 m de túbulos seminíferos.
Dentro de los túbulos seminíferos, las células madre especiales llamadas espermatogonias generan espermatozoides. Un espermatogonio se divide en dos células, una que finalmente madura en una célula de esperma, y ??la otra es un espermatogonio nuevo para que el ciclo pueda repetirse. Los testículos de un hombre producen millones de espermatozoides y espermatogonias nuevas todos los días de esta manera.
En cada ciclo celular, el ADN en el espermatogonio viejo se copia en las dos nuevas células: el nuevo espermatogonio y la célula destinada a ser un espermatozoide. Pero de vez en cuando, surge un error de copia, una mutación, en el ADN, que continúa en las nuevas generaciones de células.
La proporción de espermatozoides con "mutaciones egoístas" aumenta con la edad
Algunas mutaciones de ADN son inofensivas, pero otras no lo son y pueden dar lugar a trastornos genéticos. Pero los investigadores encontraron que, en algunos casos, la proporción de espermatozoides que portan una mutación particular es mucho más alta de lo que cabría esperar de los errores de copia espontáneos en las espermatogonias.
Mostraron que algunas mutaciones que ocurren en la espermatogonia aumentan sus propias posibilidades de propagarse hacia adelante, las llaman "mutaciones egoístas".
Parece que el efecto de las mutaciones egoístas es hacer que las espermatogonias generen más de un nuevo espermatogonio en cada ciclo celular, cada uno con la mutación.
Por lo tanto, a medida que un hombre envejece, y su producción de esperma se somete a más ciclos celulares, su esperma contiene una proporción cada vez mayor de células con mutaciones egoístas.
Los investigadores comparan el proceso con el cáncer, donde las células defectuosas crecen a un ritmo más rápido que las células sanas y eventualmente forman un tumor.
En su estudio, investigaron una rara enfermedad genética llamada síndrome de Apert que afecta el desarrollo del cráneo y las extremidades. La enfermedad afecta a aproximadamente 1 en 60,000-70,000 bebés.
Los hombres mayores tienden a producir más mutaciones Apert
Los padres de la mayoría de los niños que nacen con el síndrome de Apert no lo tienen, y el profesor Wilkie y sus colegas, que lo han estado estudiando durante 20 años, han demostrado que es causado por nuevas mutaciones en un gen llamado FGFR2 que surge espontáneamente en el padre producción de esperma
Con base en el conocimiento de cómo ocurren las mutaciones espontáneas, uno podría esperar que el síndrome de Apert sea extremadamente raro, y de hecho lo es, pero, tenga en cuenta los autores, los casos ocurren hasta 1,000 veces más frecuentemente de lo que deberían sobre esta base.
Para descubrir por qué el síndrome de Apert es más común de lo esperado, el equipo comparó espermatozoides de padres de niños con y sin la enfermedad y descubrió que ambos grupos tenían células espermáticas raras con la mutación FGFR2.
La coautora Anne Goriely, profesora asociada de genética humana en Oxford, explica:
"El proceso que da origen al síndrome de Apert ocurre en todos los hombres, lo que significa que cualquier pareja podría tener un hijo con síndrome de Apert, independientemente de la salud de los padres".
Sin embargo, dice que descubrieron que los hombres mayores tendían a producir más mutaciones Apert.
El equipo descubrió que los hombres normales también producen esperma con otras mutaciones que causan formas letales de enanismo y otras enfermedades graves. Pero debido a que hay tantos millones de espermatozoides, las posibilidades de que haya una mutación en un espermatozoide que fertilice un óvulo son muy bajas.
Los hombres que retrasan la paternidad "deben entender los riesgos"
En su estudio, el equipo identificó dónde crecen las células mutantes dentro de los testículos de los hombres normales. Examinaron los túbulos seminíferos de hombres cuyos testículos habían sido extirpados por razones quirúrgicas y que los habían donado para investigación.
Desarrollaron técnicas para identificar las regiones anormales de los túbulos seminíferos y, utilizando un microscopio con láser, pudieron aislar las regiones y realizar análisis genéticos detallados. A partir de estos análisis identificaron mutaciones relacionadas con enfermedades graves en 13 de los 14 testículos donados.
Los investigadores señalan que todos los hombres desarrollarán estos crecimientos mutantes en sus testículos a medida que envejecen. Sin embargo, como los hombres tienden a retrasar la paternidad, es importante comprender los riesgos, sugieren.
En el siguiente video, los investigadores hablan sobre su trabajo para investigar el efecto de la edad paterna sobre las enfermedades genéticas, con referencia particular al síndrome de Apert y al FGFR2:
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