Los ovocitos, los óvulos aún inmaduros que desarrollan casi todas las hembras mamíferas, degradan unas proteínas tóxicas para preservar la fertilidad a largo plazo, según una investigación científica que puede ayudar a entender las causas aún inexplicables de la infertilidad.
Un equipo del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona ha descubierto este nuevo mecanismo, publicado en la revista Cell, que explica cómo los ovocitos permanecen en perfectas condiciones durante décadas, sin sucumbir al desgaste que provocaría el fracaso en otros tipos celulares.
La propagación de generaciones futuras depende de que la reserva de células germinales femeninas -los ovocitos- pueda sobrevivir durante muchos años sin sufrir daños, para que puedan convertirse en óvulos y facilitar la reproducción.
En ratones, este período de supervivencia de los ovocitos puede ser de hasta dieciocho meses, mientras que en humanos puede durar casi medio siglo, que es el tiempo medio entre el nacimiento y la menopausia.
Cómo las células alcanzan esta hazaña de longevidad es aún un misterio, sobre todo teniendo en cuenta que otros tipos de células aguantan mucho menos tiempo inalterables.
El nuevo estudio se centra en los agregados de proteínas, que son grupos de proteínas mal plegadas o dañadas que, si no se controlan, se acumulan en el citoplasma -líquido gelatinoso del interior de la célula donde se producen los procesos metabólicos- y tienen efectos altamente tóxicos.
Por lo general, las células gestionan los agregados descomponiéndolos en enzimas especializadas; también se pueden dividir en dos nuevas células, concentrando los agregados en una de las células sin afectar a la otra.
Pero los ovocitos no son como las demás células y su larga vida significa que no pueden disipar substancias tóxicas a través de la división celular.
Tampoco pueden descomponer constantemente los agregados de proteínas porque eso requiere de una cantidad de energía que no tienen, ya que dan todo su citoplasma a un embrión después de fusionarse con un espermatozoide.
En este proceso, prefieren reducir su actividad metabólica -generadora de energía- para evitar generar subproductos que puedan dañar al ADN materno y comprometer el éxito reproductivo.
Por estos motivos, los ovocitos son particularmente sensibles a efectos de las proteínas mal plegadas o dañadas pero, en cambio, logran controlarlas. ¿Cómo lo hacen?
El equipo de la doctora Elvan Böke, jefa del grupo de Biología de Ovocitos y Latencia Celular del Centro de Regulación Genómica y autora del estudio, ha analizado durante cinco años miles de ovocitos inmaduros, óvulos maduros y embriones en estado de desarrollo temprano de ratones.
Utilizando tintes especiales, los investigadores observaron cómo se comportan los agregados de proteínas en tiempo real empleando una técnica de imagen especial.
Un equipo de limpieza
Descubrieron estructuras especiales en los ovocitos, a los que llamaron Conjuntos Vesiculares EndoLisosomales o 'ELVAs' por su acrónimo en inglés, que operan como si fuera un equipo de limpieza.
Estas estructuras -hay unas 50 por cada ovocito- deambulan por el citoplasma, donde capturan y retienen los agregados proteicos, haciéndolos inofensivos.
El estudio reveló que, cuando un ovocito se convierte en un óvulo maduro para prepararse para la ovulación y la posible fecundación, los ELVA se mueven hacia la superficie de la célula y descomponen los agregados de proteínas, esencialmente limpiando el citoplasma en profundidad.
"Un ovocito debe dar todo su citoplasma al embrión en el momento de la fecundación, por lo que no se puede permitir que se acumule basura, lo que supondría un riesgo existencial para su función. En este sentido, los ELVA son como una sofisticada red de eliminación de residuos o un equipo de limpieza que patrulla por el citoplasma", ha destacado el coautor del estudio e investigador del CRG Gabriele Zaffagnini.
Entender mejor la infertilidad
En declaraciones a EFE, Zaffagnini ha destacado que de momento el trabajo solo se ha hecho en ratones, de momento, pero puede ser la base para analizar si la teoría es aplicable en humanos y puede ayudar a investigar la infertilidad.
Comprender cómo los ovocitos se mantienen sanos y qué hace que estas estrategias fallen con la edad es fundamental para entender causas aún no comprendidas de la infertilidad y abrir nuevas vías de tratamiento, según el investigador
Las autoras del estudio hicieron un experimento en esta línea: eliminaron la capacidad de los ELVA para degradar los agregados de proteínas durante el proceso de maduración de ovocitos y esto condujo a la formación de óvulos defectuosos: 3 de cada 5 (60 %) no lograron completar etapas muy tempranas de desarrollo.
