La investigación arroja luz sobre una nueva estrategia para tratar la infertilidad

Una nueva investigación de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón describe la ciencia detrás de una técnica prometedora para tratar la infertilidad al convertir una célula de la piel en un óvulo capaz de producir embriones viables.

Investigadores de OHSU documentaron la gametogénesis in vitro, o IVG, en un modelo de ratón a través de los pasos preliminares de una técnica que se basa en transferir el núcleo de una célula de la piel a un óvulo donado cuyo núcleo ha sido extirpado. Experimentando con ratones, los investigadores lograron que el núcleo de la célula de la piel redujera sus cromosomas a la mitad, para que luego pudiera ser fertilizado por un celula de esperma para crear un embrión viable.

El estudio es publicado en el diario Avances científicos.

«El objetivo es producir óvulos para pacientes que no tienen sus propios óvulos», dijo el autor principal Shoukhrat Mitalipov, Ph.D., director del Centro de Terapia Génica y de Células Embrionarias de OHSU.

La técnica podría ser utilizada por mujeres en edad materna avanzada o para aquellas que no pueden producir óvulos viables debido a un tratamiento previo por cáncer u otras causas. También plantea la posibilidad de que los hombres en relaciones del mismo sexo tengan hijos genéticamente relacionados con ambos padres.

En lugar de intentar diferenciar los efectos inducidos células madre pluripotenteso iPSC, en espermatozoides u óvulos, los investigadores de OHSU se centran en una técnica basada en célula somatica Transferencia nuclear, en la que se trasplanta el núcleo de una célula de la piel a un óvulo de una donante despojado de su núcleo. En 1996, los investigadores utilizaron esta técnica para clonar un oveja en Escocia llamada Dolly.

En ese caso, los investigadores crearon un clon de uno de los padres. Por el contrario, el estudio de OHSU describió el resultado de una técnica que dio como resultado embriones con cromosomas aportados por ambos padres. El proceso consta de tres pasos:

• Los investigadores trasplantan el núcleo de una célula de la piel de un ratón a un óvulo de ratón al que se le ha despojado de su propio núcleo.
• Impulsado por el citoplasma (líquido que llena las células) dentro del óvulo donante, el núcleo de la célula cutánea implantada descarta la mitad de sus cromosomas. El proceso es similar a la meiosis, cuando las células se dividen para producir espermatozoides u óvulos maduros. Este es el paso clave, que da como resultado un óvulo haploide con un único conjunto de cromosomas.
• Luego, los investigadores fertilizan el nuevo óvulo con esperma, un proceso llamado fertilización in vitro. Esto crea un embrión diploide con dos juegos de cromosomas, lo que en última instancia daría como resultado una descendencia sana con contribuciones genéticas iguales de ambos padres.

Los investigadores de OHSU demostraron previamente la prueba de concepto en un estudio. publicado en enero de 2022pero el nuevo estudio va más allá al secuenciar meticulosamente los cromosomas.

Los investigadores encontraron que las células de la piel núcleo segregó sus cromosomas cada vez que fue implantado en el óvulo de la donante. En casos raros, esto sucedió perfectamente, con uno de cada par de cromosomas de óvulo y espermatozoide coincidentes.

«Esta publicación muestra básicamente cómo logramos la haploidía», dijo Mitalipov. «En la siguiente fase de esta investigación, determinaremos cómo mejoramos ese emparejamiento para que cada par de cromosomas se separe correctamente».

Laboratorios de todo el mundo están involucrados en una técnica diferente de IVG que implica un proceso de reprogramación que requiere mucho tiempo. piel células para convertirse en iPSC y luego diferenciarlas para convertirse en óvulos o espermatozoides.

«Nos estamos saltando todo ese paso de la reprogramación celular», dijo la coautora Paula Amato, MD, profesora de obstetricia y ginecología en la Facultad de Medicina de OHSU. «La ventaja de nuestra técnica es que evita el largo tiempo de cultivo que se necesita para reprogramar la célula. Durante varios meses, pueden ocurrir muchos cambios genéticos y epigenéticos nocivos».

Aunque los investigadores también están estudiando la técnica en óvulos humanos y embriones tempranos, Amato dijo que pasarán años antes de que la técnica esté lista para uso clínico.

«Esto nos da mucha información», dijo. «Pero todavía queda mucho trabajo por hacer para comprender cómo se emparejan estos cromosomas y cómo se dividen fielmente para reproducir realmente lo que sucede en la naturaleza».