Selección de esperma en un entorno biomimético del aparato reproductor
Las técnicas de reproducción asistida (TRA)(se abrirá en una nueva ventana) incluyen procedimientos tales como la fecundación «in vitro», la inyección intracitoplasmática de espermatozoides, la criopreservación de gametos o embriones y el uso de medicamentos para la fertilidad. A pesar de los años de investigación, el éxito clínico de las TRA es bajo, de aproximadamente un 35 %. Un paso crucial del proceso, que determina el éxito de las TRA, es la selección eficaz de esperma de alta calidad.
Selección de esperma mediante microfluídica
Los métodos convencionales de selección de esperma se basan en la densidad de los espermatozoides y en la carga e integridad de la superficie de la membrana, así como en la morfología y la motilidad generales. Sin embargo, ninguna de estas técnicas da lugar a resultados satisfactorios constantes. El proyecto MicroFSMA, inspirado en los mecanismos naturales de desplazamiento de los espermatozoides, se centró en mejorar el análisis y el aislamiento de esperma de calidad mediante el desarrollo de un dispositivo basado en la microfluídica(se abrirá en una nueva ventana). «Nuestro sistema se ha diseñado para imitar la fisiología y el microentorno del aparato reproductor femenino», explica el coordinador del proyecto, Shiva Shukla. En el aparato reproductor de los mamíferos, los espermatozoides tienen una tarea principal: encontrar el óvulo no fecundado. Para ello, deben desplazarse contra un flujo ligero en un camino complicado a través de la vagina, el canal cervical y el útero hasta alcanzar la trompa de Falopio. Su cuerpo asimétrico y los flagelos les permiten propulsarse, mientras que otros parámetros, como la temperatura y las biomoléculas presentes en el líquido folicular, desempeñan también un papel fundamental. En esencia, la quimiotaxis, la termotaxis y la reotaxis(se abrirá en una nueva ventana) son los principales mecanismos que guían a los espermatozoides. En MicroFSMA también se integra un marco computacional que proporciona la cinemática automatizada del desplazamiento de los espermatozoides; luego evalúa la calidad de los espermatozoides basándose en características tales como la velocidad, la linealidad y la frecuencia de los impulsos. El análisis resultante de la calidad de los espermatozoides es más holístico e incluye su recuento, motilidad y forma. «Aunque la validación clínica está pendiente, tenemos la seguridad de que en nuestro ensayo no solo permite seleccionar espermatozoides capaces de moverse, sino que aumenta la población responsable de la fecundación», subraya Shukla.
MicroFSMA frente a las técnicas existentes
Las técnicas existentes para la separación de los espermatozoides implican protocolos biológicos complejos y centrifugación, lo cual a menudo provoca la fragmentación del ADN. En cambio, el ensayo MicroFSMA mantiene la integridad del ADN y a los médicos les resulta fácil de usar. La tecnología de chips microfluídicos es adecuada para simular la geometría y la composición de los fluidos del aparato reproductor femenino. Además, ofrece la posibilidad de automatizar y reducir los plazos del diagnóstico y el tratamiento de la infertilidad masculina. También es posible mejorar mediante el uso de sustancias quimioatrayentes o células alimentadoras. En MicroFSMA se aborda un reto tecnológico clave relacionado con las altas tasas de fracaso de las TRA. La aplicación del ensayo MicroFSMA promete mejorar la selección del esperma y el éxito clínico de las TRA. Este proceso beneficiará en gran medida a las mujeres que tratan de conseguir el embarazo. Para estas mujeres, las TRA representan una inversión importante en términos de tiempo, dinero y esfuerzo, por no mencionar el estrés emocional y psicológico que las acompaña y el riesgo biológico asociado a las inyecciones hormonales. «La validación clínica de la tecnología desarrollada es nuestro principal objetivo a partir de ahora; Béez Biotech se encargará de llevarlo a la práctica», concluye Shukla. Béez Biotech(se abrirá en una nueva ventana) también patentará y comercializará la tecnología.
