Científicos logran reprogramar células madre para convertirlas en células progenitoras de espermatozoides

Los científicos llevan mucho tiempo intentando producir espermatozoides y óvulos en el laboratorio. Esto no solo les permitiría comprender mejor uno de los procesos biológicos más fundamentales, sino también, potencialmente, desarrollar nuevas formas de ayudar a las parejas infértiles. Utilizando células madre embrionarias, que teóricamente son capaces de transformarse en cualquier tipo de célula, varios grupos de investigación han logrado avances en los últimos años, pero ninguno ha logrado producir células sexuales viables.

Científicos de la Universidad de Kioto han descubierto recientemente una forma de reprogramar células madre embrionarias de ratón para convertirlas en células precursoras de esperma y, utilizando el esperma resultante, producir ratones normales. Su investigación podría conducir a nuevos tratamientos para la infertilidad masculina. Sin embargo, según el biólogo Mitinori Saitou, líder del equipo, esto requeriría resolver varios problemas técnicos y éticos muy complejos.

Como es sabido, los espermatozoides y los óvulos se desarrollan a partir de células germinales primarias o primordiales (CGP). Estas células se forman en las primeras etapas de la embriogénesis a partir de una masa de células denominada epiblasto. Hace varios años, los científicos aprendieron a tomar células del epiblasto de un embrión de ratón y transformarlas en células madre del epiblasto, capaces de regenerarse a largo plazo en el laboratorio. Los investigadores esperaban que estas células pudieran utilizarse para obtener células germinales primordiales y, en última instancia, espermatozoides y óvulos. Sin embargo, a pesar de años de experimentación, nadie ha tenido éxito. Científicos japoneses han concluido que cuando las células madre del epiblasto obtenidas en el laboratorio adquieren la capacidad de crecer durante un tiempo prolongado, pierden la de formar células germinales.

Así que, cambiando su enfoque, decidieron cultivar células madre embrionarias de ratón en un cóctel de factores de crecimiento para obtener células similares a las células del epiblasto, que viven solo unos pocos días. Los investigadores descubrieron que podían usarse células de 2 días para obtener células similares a las células germinales primordiales. Cuando se inyectaron en los testículos de ratones que no podían producir su propio esperma, estas células madre primordiales maduraron en espermatozoides, que fertilizaron con éxito los óvulos en experimentos in vitro. Los científicos implantaron los embriones resultantes en madres sustitutas, que produjeron descendencia normal. Los ratones nacidos de esta manera inusual crecieron hasta convertirse en hembras y machos fértiles, y más tarde también produjeron descendencia sana. De manera similar, se puede obtener descendencia fértil a partir de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) diferenciadas de células cutáneas adultas.

"¡Solo puedo decir: '¡Guau! ¡Esto es un gran avance!'", afirmó Orly Lacham-Kaplan, bióloga reproductiva de la Universidad de Monash, en Australia.

El trabajo proporciona evidencia "de que las células germinales primordiales derivadas de células madre embrionarias pueden convertirse en células germinales funcionales", dice Amander Clark, biólogo de la Universidad de California en Los Ángeles, quien califica el trabajo de los investigadores japoneses como "un avance decisivo en nuestra comprensión de cómo se desarrollan las células germinales".

Aún quedan muchos obstáculos por superar, afirma Saito. Les gustaría aprender a llevar a cabo todo el proceso de producción de espermatozoides maduros directamente en el laboratorio, en lugar de inyectar células sexuales de tipo primigenio en los testículos para su maduración. Otro objetivo es producir óvulos in vitro, no solo para comprender el proceso en sí, sino también para intentar ayudar a mujeres infértiles. Pero primero, para transferir sus resultados a la práctica clínica, necesitan determinar si la "receta" que han encontrado, que ha demostrado ser tan exitosa con células madre de ratón, funcionará en células humanas.

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