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The aging germ cell – biological pathways, risk factors and mechanisms underlying an increasing medical and socio-economic problem

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Sembrar conocimientos para aumentar la fertilidad

La paternidad a una edad avanzada suele asociarse con diversos problemas médicos, entre los que se incluye la infertilidad. Científicos europeos investigaron el fenómeno biológico subyacente, y más en concreto los factores que afectan a la calidad de óvulos y espermatozoides.

Salud

La fertilidad disminuye considerablemente en las mujeres de más de treinta y cinco años debido a la cantidad y calidad reducidas de los ovocitos, los óvulos inmaduros en los ovarios. Además, una edad reproductiva avanzada se asocia con complicaciones del embarazo y un mayor riesgo de anomalías congénitas. Cada vez son más las parejas que posponen la maternidad, sobre todo en países de ingresos altos. Por lo tanto, comprender el proceso biológico que sustenta el deterioro reproductivo es fundamental para desarrollar intervenciones eficaces que permitan que el embarazo llegue a buen término.

La influencia del envejecimiento en la gametogénesis

El proyecto GermAge, financiado con fondos europeos, investigó varias vías implicadas en el proceso de gametogénesis, la producción de ovocitos y espermatozoides. «Nuestro objetivo fue definir los determinantes y factores responsables de la infertilidad relacionada con la edad y sentar las bases para el desarrollo de futuras estrategias terapéuticas o preventivas», explica el coordinador del proyecto Rolf Jessberger. Durante la división celular meiótica, los cromosomas se unen en un huso para asegurar su correcta segregación en las células germinales resultantes. No hacerlo conduce a la aneuploidía, una afección con un número anormal de cromosomas por célula. Esto a menudo da lugar a un aborto espontáneo o anomalías congénitas. Los investigadores estudiaron los mecanismos básicos que subyacen a la división meiótica, incluidas las proteínas cromosómicas clave, los puntos de control y la carga mutacional en las células madre envejecidas. En su labor emplearon una serie de técnicas innovadoras de biología celular y molecular y modelos animales para analizar células germinales humanas y murinas. Cabe destacar su técnica para la obtención de imágenes de cromosomas de ovocitos vivos a una resolución notablemente alta, así como el seguimiento cromosómico de ovocitos en 3D. GermAge desarrolló un nuevo enfoque de etiquetado fluorescente, que permite marcar y estudiar las estructuras del huso meiótico relevantes en los ovocitos. Sus científicos observaron que el aumento en la edad de los ovocitos debilita el punto de control del ensamblaje del huso, responsable de la correcta segregación cromosómica durante la meiosis. De esta forma se identificaron las proteínas responsables de mantener la integridad cromosómica y la unión del huso. GermAge caracterizó los factores de control y modificación del ARN fundamentales en la gametogénesis y la fertilidad. Un hallazgo fundamental fue que el complejo de proteínas cohesina se deteriora en los ovocitos envejecidos, lo que conduce a errores meióticos. Las cohesinas mantienen la estructura cromosómica estructurada y ordenada en las células germinales en división, por lo que su pérdida también supone una reducción de los telómeros, lo que impulsa aún más la inestabilidad genómica. Los ovocitos envejecidos exhiben una capacidad disminuida para corregir uniones aberrantes al huso.

La importancia de los hallazgos de GermAge

GermAge identificó nuevos factores de riesgo de insuficiencia de células germinales masculinas y femeninas y aneuploidía dependientes de la edad. Estas son vías importantes para futuras investigaciones sobre biomarcadores de diagnóstico fiables en el ámbito de la medicina reproductiva humana. El proyecto generó herramientas altamente innovadoras para estudiar la integridad de las células germinales con un enfoque en los cromosomas y las aberraciones relacionadas con los cromosomas. «Además de conocer mejor la biología del envejecimiento de las células germinales, GermAge proporciona información importante sobre el riesgo genético de los hijos de padres mayores», enfatiza Jessberger. Estas herramientas podrían constituir las bases de una mejora de las tecnologías de diagnóstico en materia de reproducción asistida, al poder criopreservar mejor las células germinales masculinas y femeninas y conseguir evaluaciones precisas del riesgo de enfermedades hereditarias a través métodos de genómica personalizada. El equipo dedicó un gran esfuerzo a la publicación de los resultados de GermAge entre la comunidad científica y a concienciar al público sobre los riesgos asociados con la paternidad a una edad avanzada.

Palabras clave

GermAge, ovocito, célula germinal, reproductiva, huso, meiótico, infertilidad, cohesina, aneuploidía, segregación cromosómica, imágenes cromosómicas, seguimiento cromosómico

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