Infertilidad masculina vinculada a la mutación genética común que permite que los espermatozoides se zafen por el sistema inmunitario femenino

Una mutación genética común que hace que los espermatozoides pierdan su capa de proteína protectora por lo que es presa del sistema inmunitario femenino en su viaje al huevo, puede ser la principal razón de infertilidad en los hombres en todo el mundo, escribe un equipo internacional de investigadores en un artículo publicado en el diario Ciencia de medicina traslacional esta semana. Los investigadores esperan que su descubrimiento ayude a encontrar nuevas formas de tratar a las parejas infértiles.
La infertilidad afecta entre el 10 y el 15% de la población de EE. UU., Y en aproximadamente la mitad de estos casos, el problema es la fertilidad masculina.
Co-autor principal del documento, el Dr. Gary Cherr, profesor en la Universidad de California Davis 'Bodega Marine Laboratory y el Centro de Salud y Medio Ambiente, dijo a la prensa que:
"En el 70 por ciento de los hombres, no se puede predecir su fertilidad sobre la base del conteo de espermatozoides y la evaluación rutinaria de la calidad del esperma".
Él y sus colegas, incluido el coautor del estudio, el Dr. Charles Bevins, profesor del Departamento de Microbiología e Inmunología Médicas de la Universidad de California Davis, esperan que sus hallazgos ayuden a explicar por qué.
Los investigadores estaban investigando defensinas, proteínas naturales asesinas de gérmenes que se encuentran en las superficies de las mucosas, en una búsqueda de formas de fabricar vacunas anticonceptivas, cuando encontraron una llamada beta-defensina 126 y comenzaron a estudiar más de cerca sus propiedades.
Beta-defensin 126, una proteína del "polipéptido glicosilado" codificada por el gen conocido como DEFB126, se comporta como un dispositivo de camuflaje que permite a los espermatozoides nadar eficientemente a través del moco en el tracto reproductivo de la hembra y alcanzar el óvulo sin ser detectado por su sistema inmune .
La proteína se sintetiza en el epidídimo del varón, los conductos en espiral que almacenan, maduran y transportan los espermatozoides en su camino desde los testículos donde están hechos, hasta los conductos deferentes, desde donde se envían a la uretra antes de la eyaculación. Es mientras están en el epidídimo, preparándose para el "lanzamiento" eyaculatorio, que las células espermáticas reciben su capa protectora gruesa de beta-defensina 126.
Los investigadores descubrieron su descubrimiento casi por casualidad, como sucede a menudo en la ciencia. Intentaban obtener beta-defensina 126 purificada para producir algunos anticuerpos contra la proteína. Para hacer esto, tuvieron que hacer una copia recombinante del gen DEFB126, pero en su primer intento encontraron que el gen tenía una mutación que le impedía fabricar la proteína.
Pero cuando usaron esperma de un donante diferente, pudieron producir la proteína.
Bevins dijo:
"Si no hubiéramos visto esto en el primer clon, estaríamos confundidos hasta este día".
Y lo que Cherr, Bevins y sus colegas descubrieron fue que muchos hombres tienen un gen defectuoso DEFB126. Describen su hallazgo como una "variante de secuencia en DEFB126 que tiene una deleción de dos nucleótidos en el marco de lectura abierto, que genera un ARNm anormal".
Al examinar muestras de esperma de hombres en los Estados Unidos, el Reino Unido y China, descubrieron que hasta una cuarta parte de los hombres en todo el mundo llevan dos copias de la variante DEFB126 defectuosa y concluyeron que esto podría afectar significativamente su fertilidad.
Cuando se observan los espermatozoides de hombres con las variantes defectuosas bajo el microscopio, se ven como espermatozoides normales y nadan como espermatozoides normales, dijeron los investigadores en un comunicado.
Pero, cuando probaron la capacidad de los espermatozoides de nadar a través del gel de ácido hialurónico, un gel artificial hecho para parecerse al moco cervical humano, encontraron que los espermatozoides de portadores de dos variantes defectuosas "mostraron una reducción del 84% en la tasa de penetración ... en comparación con los otros genotipos ".
Y cuando agregaron la proteína beta-defensina 126 normal al esperma defectuoso, recuperaron sus capacidades normales.
Los investigadores esperan que su descubrimiento conduzca al desarrollo de una prueba que podría usarse para enviar parejas directamente para el tratamiento con "inyección intracitoplásmica de espermatozoides" o ICSI, un procedimiento que extrae los óvulos de la mujer y los inyecta directamente con esperma fuera del cuerpo. Esto podría ahorrarle mucho tiempo, dinero y angustia al tratar de encontrar la causa de la infertilidad a través de otros procedimientos.
En otra fase del estudio que tuvo lugar en la Universidad Médica de Anhui en Anhui, China, los investigadores llevaron a cabo un estudio prospectivo de cohortes de parejas recién casadas que intentaban concebir por medios naturales, y descubrieron que tenían menos probabilidades de quedar embarazadas y tomó más tiempo lograr un nacimiento vivo si el compañero varón llevaba dos copias del gen defectuoso DEFB126.
Los investigadores concluyeron que:
"Esta variación de secuencia común en DEFB126, y su aparente efecto de la función reproductiva deteriorada, permitirá una mejor comprensión, evaluación clínica y posiblemente el tratamiento de la infertilidad humana".
Pero, ¿por qué una mutación que afecta la fertilidad es tan común?
El autor principal del estudio, el Dr. Ted Tollner, es profesor adjunto adjunto en el Departamento de Obstetricia y Ginecología de la Universidad de California en Davis. Trabajó en el estudio como becario postdoctoral con Cherr.
"Puede ser que los heterocigotos, hombres con un gen normal y uno defectuoso, pero con fertilidad normal, sean favorecidos de alguna manera", dijo Tollner.
Explicó que la calidad de los espermatozoides humanos suele ser bastante pobre en comparación con los espermatozoides de los monos y otros mamíferos. Nada despacio y tiene una alta tasa de celdas defectuosas.
Cherr dijo que tal vez porque los humanos tienden a tener relaciones monógamas a largo plazo, la calidad del esperma no es tan importante.
Pero algunos investigadores dicen que la fertilidad masculina humana ha estado disminuyendo en todo el mundo en las últimas décadas, y no sabemos por qué.
Cherr dijo que el siguiente paso es hacer una investigación dentro de un importante proyecto de infertilidad en los EE. UU. Y obtener más información sobre el papel del gen defectuoso DEFB126.
Los fondos de la National Science Foundation y los National Institutes of Health ayudaron a pagar el estudio.
"Una mutación común en Defensin DEFB126 causa alteración de la función y la subfertilidad del esperma".
Theodore L. Tollner, Scott A. Venners, Edward J. Hollox, Ashley I. Yudin, Xue Liu, Genfu Tang y otros.
Sci Transl Med, Vol. 3, Número 92, p. 92ra65; 20 de julio de 2011; DOI: 10.1126 / scitranslmed.3002289
Enlace a Resumen
Fuente adicional: UC Davis.
Escrito por: Catharine Paddock, PhD

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