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Una prueba con nanopartículas de oro que analiza la estructura de los espermatozoides abre la puerta a determinar con más precisión las causas de la infertilidad en los hombres.
La Organización Mundial de la Salud, que conmemora cada 4 de junio el Día Mundial de la Fertilidad, dio a conocer el año pasado que más de 100 millones de personas o una de cada seis parejas heterosexuales (un 17,5% de los adultos) padecen enfermedades reproductivas que les impiden concebir. En 2018, el Centro Colombiano de Fertilidad y Esterilidad estimó la incidencia de estos trastornos en un 24% de las parejas en el país.
Las cifras motivaron a la bióloga Yeira López Lora a preguntarse cómo ahondar en el estudio de la infertilidad masculina. Por ello trabajó durante cuatro años en su tesis “evaluación integral de la calidad seminal, daño en el ADN espermático, expresión del gen AKAP4 y su relación con la infertilidad masculina”, con la cual recibirá el título de doctora en Genética y Biología Molecular de la Universidad Simón Bolívar.
El análisis del gen AKAP4 conllevó a idear un modelo que identifique anomalías en los espermatozoides, a partir de nanopartículas de oro. En investigaciones similares, las nanopartículas de oro habían servido para ver patrones genéticos de las células sexuales masculinas, su organización interna o las diferencias entre esperma humana y animal, pero no habían sido usadas en la comparación entre hombres con fertilidad probada y con problemas de infertilidad.
“Ante la problemática, investigamos la relación entre la expresión del gen AKAP4 y la composición biomolecular de los espermatozoides, logrando determinar que ciertas sustancias están vinculadas con la fertilidad y otras no”, comenta López, embrióloga en el Instituto de Reproducción Humana Procrear.
Huella digital y alteraciones
La evaluación genética de espermatozoides se realizó con la espectroscopía Raman, una técnica que expone la huella digital de las moléculas cuando interactúan con la luz.
Para este estudio se tomaron muestras seminales a 45 pacientes con trastornos reproductivos y 50 sanos, las cuales fueron llevadas a laboratorios del Centro de Investigaciones en Ciencias de la Vida (CICV). Allí les adicionaron nanopartículas de oro que aumentaron las señales vibracionales de las biomoléculas de los espermatozoides y permitió identificarlas. Las señales vibracionales son medidas por la intensidad que generan y en computadores se reflejan en gráficas de picos altos y bajos.
Al evaluar los resultados, López y el director de la tesis doctoral, el profesor Leonardo Pacheco Londoño, notaron que cuando el patrón de un paciente infértil difiere de los sanos significa que hay alteraciones en la estructura molecular de su esperma. “Una de las principales ventajas de esta técnica es su rapidez y la capacidad de proporcionar información detallada sobre la composición de las biomoléculas, que, a pesar de ser las mismas, varían en su organización entre un semen apto y en uno sin posibilidad para fecundar”, detalla el Pacheco, Ph.D. en Química Aplicada, experto en nanotecnologías y diseño de sensores.
Entre las diferencias moleculares se reconocieron cambios en histonas, que son proteínas vitales en la organización genética de los espermatozoides; o el aumento en los enlaces covalentes, lo cual repercute en la fragmentación del material genético: a mayores daños, mayores son las posibilidades de infertilidad. Las lesiones están relacionadas a una baja fertilización de los óvulos, bajas posibilidades de embarazo y al aumento de abortos espontáneos.
“Los cambios asociados a las moléculas investigadas nos mostraron que los pacientes que están aumentados tienen más probabilidades de ser infértiles”, agrega López. “La infertilidad viene marcada además por factores externos que tienen un impacto epigenético en la fertilidad, como el estilo de vida, si fumas, si bebes (licor), si vistes pantalones o interiores ajustados y el sedentarismo”.
Esta técnica de investigación no reemplaza, sino que puede complementar las existentes como el espermograma, útil para saber la cantidad mas no la calidad de los espermatozoides. “Sin embargo, la infertilidad masculina es variable: desde la obstrucción de un conductor seminal hasta problemas genéticos de nacimiento, por eso, esta prueba da una idea distinta de este problema de salud y asegura que el paciente pase a otro tratamiento, que no pierda tiempo vital para él y su pareja, ni que gaste dinero innecesariamente”, destaca Pacheco.