Novedades de la ciencia: El descubrimiento de un gen podría conducir al desarrollo de un nuevo anticonceptivo masculino, según sugiere un estudio financiado por los NIH

Miércoles, Mayo 3, 2023
Gráfico de espermatozoides.
Crédito: Imagen de archivo

Investigadores financiados por los Institutos Nacionales de la Salud han descubierto un gen que podría servir como objetivo para un nuevo anticonceptivo no hormonal. El gen, del dominio de arrestina 5 (ARRDC5), está presente en varias especies de mamíferos y controla el último paso en la maduración del esperma. La desactivación del gen da como resultado un menor conteo de espermatozoides y espermatozoides con problemas de movimiento que son incapaces de fertilizar un óvulo, sin efectos nocivos aparentes en otras partes del cuerpo.

El estudio fue realizado por Jon M. Oatley, Ph.D., y colegas de Washington State University [Universidad Estatal de Washington]. Aparece en la revista Nature Communications. El financiamiento de los NIH provino del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano Eunice Kennedy Shriver .

Antecedentes

Los espermatozoides, que tienen solo un juego completo de cromosomas, se forman a partir de células en los testículos después de una serie de pasos. Si alguno de estos pasos no se completa correctamente, es posible que los espermatozoides no funcionen normalmente.

Un estudio anterior encontró que la hiperactividad y la inactivación de otro gen en la familia del dominio arrestina, ARRDC4, que se encuentra en el tracto reproductivo masculino, resultó en espermatozoides con menos capacidad de movimiento y menos capacidad para fertilizar un óvulo.

En el estudio actual, los investigadores analizaron tejido testicular de ratones, vacas y cerdos en busca de genes expresados en estas especies. Descubrieron que otro gen de la misma familia de genes, ARRDC5, se expresaba en los testículos de estas especies. Otros estudios han encontrado que ARRDC5 también se expresa en testículos humanos.

Los autores realizaron una serie de experimentos para determinar la función del gen.

Resultados

En ratones, bovinos y cerdos, el gen se expresó solo en los testículos. De manera similar, encontraron que el gen no se expresaba en ratones que carecían de las células germinales que dan lugar a los espermatozoides, lo que indica que este gen solo se expresa en las células germinales.

A continuación, los investigadores desarrollaron una cepa de ratones que carecían del gen ARRDC5 y descubrieron que, aunque los animales se apareaban normalmente, las hembras con las que se los emparejaba no quedaban embarazadas.

Un examen más detallado mostró que los testículos de los animales se desarrollaron normalmente y produjeron esperma. Sin embargo, los ratones que carecían del gen produjeron un 28 % menos de espermatozoides, y los espermatozoides producidos se movieron 2,8 veces más lento que los de los ratones normales. Además, alrededor del 98 % de sus espermatozoides estaban deformes, lo que indica que no se desarrollaron adecuadamente para llevar a cabo funciones como el movimiento, la natación y la fertilización.

De manera similar, solo una pequeña proporción de los espermatozoides de los animales podría someterse a la capacitación, el proceso por el cual los espermatozoides se vuelven capaces de nadar a través del tracto reproductivo femenino. Además, estos espermatozoides no pudieron experimentar la reacción del acrosoma, el proceso que es esencial para que los espermatozoides se fusionen con el óvulo.

Importancia

“El estudio identifica por primera vez que este gen se expresa solo en el tejido testicular y se expresa en múltiples especies de mamíferos”, dijo el Dr. Oatley. “Cuando este gen se inactiva o inhibe en los hombres, estos producen espermatozoides que no pueden fertilizar un óvulo, y ese es un objetivo principal para el desarrollo de anticonceptivos masculinos”.

Próximos pasos

Los investigadores concluyeron que desarrollar un fármaco que evite que la proteína ARRDC5 se produzca o funcione podría proporcionar una opción para desarrollar un anticonceptivo masculino reversible.

Este enfoque no parece interferir con la producción de testosterona y, por lo tanto, no bloquearía las otras funciones de la hormona, como la regulación del deseo sexual, la construcción de masa ósea y la fuerza muscular. En teoría, suspender tal medicamento restauraría la producción normal de esperma y la fertilidad.

Referencia

Giassetti, MI, et al. ARRDC5 expression is conserved in mammalian testes and required for normal sperm morphogenesis. Nature Communications. 2023.