Un epigenoma de esperma defectuoso puede causar infertilidad.
Un nuevo estudio vincula la presencia del gen Gcn5 en el ADN espermático con problemas para concebir.
Una de cada ocho parejas estadounidenses tiene problemas para concebir, casi el 25 por ciento de ellas debido a la infertilidad masculina.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Pennsylvania pueden haber descubierto la causa de al menos algunos de estos problemas y quizás pistas sobre cómo corregirlo.
"Para los hombres que tienen infertilidad inexplicable, todo puede parecer normal para el médico: recuento normal de semen, motilidad normal.
Sin embargo, aún pueden tener problemas para concebir", dijo la coautora Lacey J. Luense, investigadora asociada del Instituto de Epigenética de Penn. en una oracion.
Los espermatozoides sanos eliminan del 90 al 95 por ciento de las proteínas llamadas histonas y las reemplazan con protaminas, o proteínas más pequeñas que permiten que los espermatozoides almacenen ADN antes de la fertilización.
Recientemente, la investigación ha relacionado la infertilidad masculina con espermatozoides defectuosos que no pueden "desalojar" estas histonas del ADN durante el desarrollo, según Luense. Sin embargo, hasta la fecha, aún no está claro cómo y por qué sucede esto.
"Una explicación para los problemas persistentes es que las histonas se encuentran en la ubicación incorrecta, lo que puede afectar los espermatozoides y luego el desarrollo temprano", dijo Luense.
Para este estudio, los investigadores, dirigidos por Shelley L. Berger, directora del Penn Epigenetics Institute, utilizaron herramientas de secuenciación de ADN de todo el genoma y crearon un modelo de ratón con una versión mutada de un gen llamado Gcn5.
El gen está involucrado en el proceso de desalojo de histonas, que permitió a los investigadores rastrear defectos en los espermatozoides desde las primeras etapas de desarrollo a través de la fertilización utilizando una tecnología conocida como secuenciación ATAC.
En los ratones de laboratorio, la secuenciación ATAC permitió a los autores monitorear las ondas de histonas en sitios únicos a través del genoma durante las etapas tempranas y tardías del desarrollo de los espermatozoides e identificar partes del genoma que retuvieron las histonas de los espermatozoides.
En general, los autores encontraron que los modelos de ratones creados con el gen Gcn5 mutado tenían muy baja fertilidad.
Los investigadores también demostraron que las histonas retenidas en espermatozoides normales de ratón se correlacionan con las posiciones de histonas en embriones muy jóvenes, lo que respalda la teoría de que las histonas paternas transfieren información epigenética a la próxima generación.
Con este conocimiento, la investigación futura podría desarrollar tratamientos para la infertilidad masculina que se dirijan a estas áreas del genoma.
"En este momento, la carga de la FIV y otras tecnologías de reproducción asistida recae en las mujeres. Incluso si es el factor masculino, aún son las mujeres las que tienen que pasar por inyecciones y procedimientos hormonales", dijo Berger.
"¿Ahora imagina poder aplicar terapias epigenéticas para cambiar los niveles de histonas y protaminas en los hombres antes de la embriogénesis? Esa es una de las preguntas que queremos explorar y este modelo nos permitirá avanzar en esa dirección".
Ya hay medicamentos epigenéticos disponibles que se usan para tratar el cáncer y otras enfermedades, dijeron los autores. Ahora, tratar el esperma con estos medicamentos para aumentar el desalojo de histonas es una ruta potencial para explorar.
"Hay muchos factores diferentes que pueden alterar el epigenoma del esperma: dieta, drogas, alcohol, por ejemplo", dijo Luense. "Recién estamos comenzando a entender cómo eso puede afectar al niño y afectar el desarrollo.
Estos estudios iniciales y básicos que estamos haciendo son críticos, por lo que podemos entender mejor qué está impulsando estas mutaciones epigenéticas".
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