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El "chip IVF" ayuda a capturar imágenes de fusión de esperma con huevo
Cada mamífero en este planeta comienza de la misma manera: un espermatozoide encuentra un huevo y se fusiona con él. Este proceso es familiar para todos los estudiantes de biología de octavo grado, y las imágenes del evento se pueden encontrar en cada libro de texto de biología. Sin embargo, a pesar de esta ubicuidad, la mecánica detallada del proceso en sí sigue siendo un misterio.
Los investigadores filmaron la fusión gradual de una célula de esperma de ratón con una célula de huevo de ratón; estas imágenes muestran más de 100 minutos de la célula de esperma se asimila lentamente en la membrana y el citoplasma de la célula de huevo.
Crédito de la imagen: Benjamin Ravaux
Ahora, las nuevas técnicas, que incluyen un "chip IVF", presentadas recientemente en la 60ª reunión anual de la Sociedad Biofísica en Los Ángeles, California, prometen revelar nuevas ideas sobre cómo una sola célula espermática se fusiona con un óvulo.
Los investigadores esperan que las nuevas técnicas nos ayuden a comprender mejor las causas de la infertilidad y mejorar los tratamientos.
En la reunión, Benjamin Ravaux, un estudiante graduado de física en la Ecole Normale Supérieure de Paris en Francia, describió cómo, utilizando el "enfoque completamente nuevo", él y sus colegas capturaron imágenes de alta resolución de los eventos que se desarrollan en la membrana de el óvulo durante la fertilización de mamíferos.
Ravaux dice que el "chip IVF" es una "herramienta única para observar la cascada de eventos moleculares y de membrana que ocurren durante el proceso de fertilización", en condiciones que imitan lo que sucede en la naturaleza.
La idea y el diseño del dispositivo son producto de la experiencia en biofísica y fertilización y tecnologías de reproducción asistida (ART), incluida la fertilización in vitro (FIV).
El corazón del nuevo enfoque es un "chip IVF": un dispositivo microfluídico hecho de un chip electrónico que comprende varias capas de polímero de silicio selladas en un portaobjetos de vidrio.
El diseño del chip permite que una célula de esperma se mantenga en la capa inferior con una célula de huevo encima, dentro de una "taza de huevo". En la parte inferior de la huevera hay una pequeña abertura, con un ancho de aproximadamente 30 micras (aproximadamente la mitad del ancho del cabello humano).
Imágenes de la fertilización 'como ocurre'
Cuando se inserta en la capa inferior del chip, una célula de esperma nada a través de la abertura y se fusiona con el huevo que se encuentra en la taza de huevo.
El chip es compatible con microscopía confocal y otros sistemas de imágenes, lo que permite a los investigadores capturar imágenes de alta resolución y películas del proceso de fertilización a medida que ocurren.
Las imágenes muestran lo que le sucede a la célula espermática cuando se encuentra con la membrana del óvulo. Muestran que las dos células fusionan sus membranas con el tiempo y que la célula de esperma se hunde gradualmente en la célula de huevo.
Los científicos también vieron cómo el ADN en el esperma se asimilaba en el citoplasma del óvulo: el fluido que rodea el núcleo del óvulo.
Ravaux explica que la nueva técnica ofrece a los científicos la oportunidad de investigar un área de la biología reproductiva que ha permanecido en gran parte inexplorada debido a la falta de herramientas.
El chip IVF es diferente de lo que se ha probado antes porque permite a los científicos observar lo que sucede cuando solo una célula espermática se fusiona con un óvulo. Otros intentos de hacer esto han tenido que resolverse con la observación de múltiples células espermáticas que entran en contacto con la membrana del óvulo.
Ravaux dice que la técnica podría combinarse con otros enfoques, como anticuerpos fluorescentes o animales genéticamente modificados, para ofrecer nuevos conocimientos sobre los eventos de la membrana del proceso esperma-huevo. Él concluye:
"Una mejor comprensión de los mecanismos moleculares y físicos responsables de la fertilización podría conducir finalmente a mejores métodos para diagnosticar las causas de la infertilidad y mejorar los tratamientos de medicina personalizada".
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