Un "motor" ausente hace que nuestros óvulos fallen
Una piedra angular para nuevos enfoques terapéuticos que podrían reducir los errores de segregación cromosómica en los óvulos humanos.
Los óvulos humanos suelen contener un número incorrecto de cromosomas, lo que provoca abortos e infertilidad. Un equipo de investigación dirigido por Melina Schuh, del Instituto Max Planck (MPI) de Ciencias Multidisciplinares, ha descubierto que a los óvulos humanos les falta una importante proteína, que actúa como motor molecular. Este motor ayuda a estabilizar la maquinaria que separa los cromosomas durante la división celular. Los hallazgos de los investigadores abren nuevas vías para enfoques terapéuticos que podrían reducir los errores de segregación cromosómica en los óvulos humanos.
Durante la meiosis, el huso (verde) de un ovocito humano divide por la mitad el conjunto cromosómico segregando los pares de cromosomas (magenta).
© Chun So / Max-Planck-Institut für Multidisziplinäre Naturwissenschaften
Una nueva vida comienza cuando un óvulo es fecundado por un espermatozoide. En esta fusión se combina la información genética de cada progenitor. Tanto el espermatozoide como el óvulo aportan una sola copia de cada uno de sus 23 cromosomas. Así, el nuevo embrión en desarrollo hereda un conjunto completo de 46 cromosomas. Sin embargo, el ovocito -la célula precursora del óvulo- contiene dos copias de cada cromosoma y, por lo tanto, debe perder la mitad de ellas antes de que pueda producirse la fecundación. Esto ocurre en una división celular especializada llamada meiosis. Una compleja maquinaria -el aparato fusiforme- se encarga de que el ovocito maduro conserve el número correcto de cromosomas. Está formado por fibras de huso que se unen a los cromosomas durante la meiosis. Las fibras tiran de una copia de cada cromosoma hacia los polos opuestos del huso y el ovocito se divide entre ellos.
Este proceso es muy propenso a errores en los seres humanos. Si quedan demasiados o muy pocos cromosomas en el óvulo maduro, existe el riesgo de aborto o de enfermedades en la descendencia, como el síndrome de Down. "Ya sabemos que los ovocitos humanos ensamblan con frecuencia husos con polos inestables. Estos husos inestables desordenan los cromosomas durante la división", dice Melina Schuh, que dirige el Departamento de Meiosis del MPI de Ciencias Multidisciplinarias. Estas elevadas tasas de error son mucho menores en el resto del reino animal. "Los husos de otros ovocitos de mamíferos siempre fueron estables en nuestros experimentos", informa.
Husos inestables debido a la falta de una proteína motora
Para averiguar qué es lo que hace que los husos humanos sean tan inestables, el equipo comparó el inventario molecular de las proteínas necesarias para la estabilidad del huso, en diferentes ovocitos de mamíferos. Para estos experimentos, los investigadores utilizaron ovocitos humanos no fecundados, inmaduros en el momento del tratamiento de fertilidad y donados por pacientes de la Clínica Bourn Hall (Reino Unido), el Kinderwunschzentrum Göttingen (Alemania) y el Fertility Center Berlin (Alemania) para la investigación. Para compararlos con otras especies de mamíferos, utilizaron ovocitos de ratones, cerdos y bovinos.
Los investigadores descubrieron que los ovocitos humanos son deficientes en la proteína KIFC1. Esta proteína motora forma puentes entre las fibras del huso, lo que ayuda a alinear las fibras y evitar que se deshagan. "En comparación con los humanos, los ovocitos de ratones, cerdos y bovinos contienen una cantidad significativamente mayor de proteína KIFC1", explica Chun So, becario postdoctoral del departamento de Schuh y primer autor del estudio. Los científicos investigaron a continuación si la manipulación del nivel de la proteína afecta a la estabilidad del huso. Redujeron la proteína KIFC1 en ovocitos de ratón y bovinos utilizando un nuevo método codesarrollado en el laboratorio de Schuh llamado Trim-Away. Esta técnica degrada rápidamente casi cualquier proteína objetivo en cualquier tipo de célula. "Sin esta proteína motora, la mayoría de los ovocitos de ratón y bovinos ensamblaban husos inestables como los humanos y se producían más errores de segregación cromosómica. Por tanto, nuestros resultados sugieren que KIFC1 es fundamental para garantizar una distribución sin errores de los cromosomas durante la meiosis", añade el investigador junior.
Una piedra angular para nuevos enfoques terapéuticos
¿Podría KIFC1 ser un punto de partida para reducir los errores de separación cromosómica en los óvulos humanos? "Para nosotros, la pregunta apasionante era: ¿Los husos se vuelven más estables si introducimos KIFC1 adicional en los ovocitos humanos?" dice Schuh. Efectivamente, bajo el microscopio, los ovocitos suplementados con KIFC1 extra tenían husos significativamente más estables, lo que resultaba en menos errores de segregación cromosómica. "La introducción de KIFC1 en los ovocitos humanos podría ser, por tanto, un posible enfoque para reducir los óvulos defectuosos. Esto podría ayudar a que los tratamientos de fertilidad tuvieran más éxito", espera el director del Max Planck.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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