Los espermatozoides son unas células muy especializadas de nuestro cuerpo encargadas de llevar el mensaje genético a la descendencia al unirse al óvulo femenino. Éste debe ser un proceso muy regulado para conseguir la evolución de un embrión sano y mantener los patrones de expresión propios de nuestra especie. Las células germinales del hombre deben tener un epigenoma altamente específico para desarrollar esta función y muy distinto al del resto de células y tejidos del organismo.
El equipo dirigido por Manel Esteller, director del programa de Epigenética y Biología del Cáncer del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), profesor de Genética de la Universidad de Barcelona e investigador ICREA, ha elaborado el primer mapa epigenético del ADN de los espermatozoides humanos y de sus posibles alteraciones en enfermedades. La investigación ha sido realizada conjuntamente con los investigadores Sara Larriba, del grupo de Genética Molecular de la Infertilidad Masculina del IDIBELL, Lluís Bassas, del Servicio de Andrología de la Fundació Puigvert, y Csilla Krausz, de la Universidad de Florencia y Fundació Puigvert. El hallazgo se ha publicado simultáneamente esta semana en dos artículos científicos en la revista PLOS One.
El equipo de investigación estudió medio millón de puntos de metilación del ADN, la señal epigenética más conocida, en espermatozoides de donantes sanos. Hallaron diferencias entre las marcas epigenéticas presentes en los espermatozoides de distintos individuos lo que podría contribuir a la variabilidad de la población, es decir, a que todos seamos distintos entre nosotros. “Lo más curioso es que no todos los espermatozoides de un mismo individuo son epigenéticamente iguales, lo que contribuye a explicar por qué todos los hermanos nacidos de los mismos padres no son idénticos entre sí”, comenta Esteller sobre el resultado de los estudios publicados.
Además, el epigenoma del espermatozoide es radicalmente distinto al de las células no reproductoras. Uno de los más aspectos más llamativos es que tienen activadas unas moléculas muy pequeñas denominadas piRNAs que son esenciales para silenciar parte de nuestro ADN, el material genético que debe estar inactivo en el proceso de reproducción. “Los piRNAs son tan importantes que cambios epigenéticos en los genes que los producen se asocian a deficiencias en la producción de los espermatozoides en el testículo, y por tanto, a la aparición de infertilidad masculina, por un número insuficiente de espermatozoides en el semen, lo que se conoce como oligozoospermia o azoospermia”, argumenta la Dra. Larriba.
Estos hallazgos, por tanto, “contribuyen a aclarar la variabilidad presente en la siguiente generación (el por qué los hijos no son una suma idéntica de la mitad de genes del padre y de la mitad de genes de la madre), explican ciertos casos de infertilidad masculina y proporcionan elementos que faciliten la investigación del tratamiento de la infertilidad masculina”, concluye Esteller.
Referencia de los artículos
Krausz C, Sandoval J, Sayols S, Chianese C, Giachini C, Heyn H, Esteller M.Novel insights into DNA methylation features in spermatozoa: stability and peculiarities. PLOS One. 2012; 7(10):e44479.
Heyn H, Ferreira HJ, Bassas L, Bonache S, Sayols S, Sandoval J, Esteller M, Larriba S. Epigenetic Disruption of the PIWI Pathway in Human Spermatogenic Disorders. PLOS One. 2012; 7(10):e47892.