El grupo de la Euskal Herriko Unibertsitatea ha desarrollado un protocolo fiable que sirve para detectar las moléculas que participan en las reacciones metabólicas de los espermatozoides. Gracias a este nuevo método, es posible realizar análisis detallados incluso en muestras muy pequeñas, lo que ha permitido detectar el mayor número de biomarcadores potenciales hasta ahora. Este avance podría contribuir al desarrollo de diagnósticos de la esterilidad masculina y al desarrollo de futuros tratamientos clínicos.
La reproducción humana es un asunto de gran importancia para la salud y para la sociedad. Afecta a aproximadamente el 17,5 % de la población mundial, y casi la mitad de los casos están relacionados con factores masculinos. En la actualidad, la capacidad reproductiva masculina se analiza mediante un seminograma. Se trata de una prueba en la que, mediante un microscopio, se evalúan una serie de parámetros generales, como el volumen de la muestra, la concentración y movilidad de los espermatozoides o su morfología. “A pesar de que todo esto resulta interesante, no es suficiente. Los seminogramas no pueden utilizarse para establecer un diagnóstico o un pronóstico. Que los valores se encuentren dentro de la normalidad no implica que el individuo sea fértil”, explica Irune Calzado, investigadora del grupo de Reproducción Humana. Por tanto, es imprescindible encontrar biomarcadores fiables que permitan llevar a cabo una mejor evaluación de la esterilidad masculina.
El grupo de investigación de la EHU ha centrado su atención en un grupo de moléculas implicadas en el metabolismo de los espermatozoides. Para ello, han utilizado la metabolómica, una técnica que sirve para analizar metabolitos. Los metabolitos son productos e intermediarios de las reacciones metabólicas que tienen lugar en nuestro organismo, como los lípidos, los aminoácidos, las proteínas, los ácidos nucleicos o los carbohidratos. Proporcionan, además, una gran cantidad de información: “Por ejemplo, gracias a los metabolitos podemos saber si una ruta metabólica se encuentra alterada en una enfermedad”, explica la investigadora.
La mayoría de los estudios que se habían realizado hasta ahora en este ámbito se centraban en el plasma del semen, pero no en los espermatozoides. Y ahora el grupo de investigación de Reproducción Humana ha desarrollado una minuciosa metodología que permite realizar ese estudio en espermatozoides. Sin embargo, para lograrlo, el grupo de la EHU ha tenido que superar una serie de retos metodológicos, ya que el análisis de los espermatozoides presenta varias dificultades: “Es muy difícil fragmentar espermatozoides, ya que son muy resistentes. Por lo tanto, hemos tenido que optimizar una técnica de ultrasonidos de alta frecuencia (sonicación) para asegurar que los espermatozoides se fragmentan adecuadamente y así poder extraer todos sus metabolitos”, explica Calzado.
Existen pacientes que expulsan una cantidad de espermatozoides muy baja, y en ese tipo de muestras resulta más complicado detectar los metabolitos. Por este motivo, han querido determinar cuál es la cantidad mínima de espermatozoides necesaria para detectar el mayor número de metabolitos posible. Según las comprobaciones del grupo de investigación, “la muestra más pequeña que permite obtener resultados fiables es de 1,25 millones de espermatozoides. Este ha sido otro de los retos que se nos han presentado durante el estudio: desarrollar un procedimiento que permita que, en el futuro, cuando se nos presenten muestras con una cantidad de espermatozoides reducida, podamos ofrecer diagnósticos más precisos”, añade.
Biomarcadores potenciales: 955 metabolitos y 473 lípidos
De esta forma, gracias a la metodología desarrollada por el grupo de Reproducción Humana de la EHU, es posible realizar un análisis completo de lípidos y metabolitos a partir de una cantidad de células mínima. El grupo de investigación ha logrado identificar mediante la espectrometría de masas los biomarcadores potenciales presentes en los espermatozoides: 955 metabolitos y 473 lípidos. “Hemos conseguido obtener una perspectiva general de los metabolitos que podemos encontrar en los espermatozoides. A partir de ahora, deberíamos centrarnos en estudiar lo que sucede con estos metabolitos en cada patología. Ahora debemos tratar de determinar qué alteraciones se producen en los pacientes con esterilidad. Por ejemplo, puede suceder que en una patología falten ciertos tipos de lípidos o proteínas, o bien que su número sea muy alto o bajo. Tenemos que seguir investigando”, señala la investigadora de la EHU.
El grupo de Reproducción Humana de la EHU ha logrado crear una plataforma sólida que permitirá, en un futuro, identificar los biomarcadores para diagnosticar la esterilidad en varones y así poder desarrollar una serie de aplicaciones clínicas. “Esto nos permite establecer un diagnóstico y un tratamiento más preciso para los pacientes afectados. Hemos hecho un gran avance. Ahora el objetivo consiste en encontrar los biomarcadores relacionados con cada patología”, concluye.
El estudio de la esterilidad masculina aún está en sus inicios; de hecho, “hasta ahora, la mayor parte de los estudios se han centrado en las mujeres. Históricamente, la esterilidad se ha asociado casi siempre a las mujeres. Sin embargo, se ha comprobado que la esterilidad es un problema que afecta a los dos miembros de la pareja”, comenta Calzado. El 30 % de los casos están relacionados con factores femeninos, otro 30 % está asociado con factores masculinos y el porcentaje restante tiene causas mixtas o no presenta una causa identificada. Por tanto, las mujeres tienen tanto peso como los hombres en este problema, pero históricamente la esterilidad masculina no se ha analizado en la misma medida. “Por este motivo, consideramos que aún es necesario seguir investigando este ámbito, y ese será, en adelante, nuestro objetivo”.
Información adicional
Este estudio es parte de la tesis doctoral que está preparando Irune Calzado Lopez en el Departamento de Fisiología de la EHU. De la dirección de la tesis se ocupan Nerea Subirán Ciudad y Manu Araolaza Lasa, profesores de la Facultad de Medicina y Enfermería de la EHU.
Las muestras del estudio han sido cedidas por el Hospital de Galdakao a través del Instituto de Investigación Sanitaria Biobizkaia.
Referencia bibliográfica
Imagen: Investigadores del grupo de Reproducción Humana . En la fila de arriba, de izquierda a derecha: Nerea Subirán, Manu Araolaza, Mikel Albizuri e Iraia Muñoa. Sentados: Aimar Arredondo e Irune Calzado. | Foto: Egoi Markaida. EHU
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