Un estudio con moscas ofrece esperanza para obtener óvulos de mujeres mayores

Un estudio de la Universidad de Dartmouth (Estados Unidos) realizado con moscas de la fruta reporta la primera evidencia en cualquier organismo de que los ovocitos (las células que se convierten en óvulos) rejuvenecen regularmente los enlaces proteicos críticos que unen los cromosomas. Los hallazgos son un paso potencialmente importante para ayudar a las mujeres a reducir el riesgo de complicaciones del embarazo a medida que envejecen, informan los investigadores en la revistaCurrent Biology.

Las mujeres nacen con los ovocitos que tendrán de por vida, y los enlaces cohesivos que conectan los cromosomas se establecen en esas células antes de que ella nazca. La ovulación hace que el ovocito se divida, lo que da como resultado la formación de un óvulo que puede ser fertilizado por un espermatozoide. Deben estar presentes enlaces cohesivos en el ovocito en división para formar un óvulo que contenga la cantidad correcta de cromosomas.

A medida que una mujer envejece, también lo hacen sus ovocitos. La pérdida de vínculos cohesivos a medida que los ovocitos envejecen es un factor que aumenta la probabilidad de abortos espontáneos y afecciones como el síndrome de Down en las mujeres mayores, un fenómeno conocido como efecto de la edad materna. El riesgo de que la división celular produzca un óvulo con un número incorrecto de cromosomas aumenta significativamente después de los 30 años.

Pero los investigadores de Dartmouth descubrieron que en los ovocitos de la mosca de la fruta se forman nuevos enlaces cohesivos en los cromosomas para reemplazar los originales. Monitorizaron proteínas específicas dentro del complejo de cohesina (el grupo de proteínas que median los enlaces entre los cromosomas) y descubrieron que este proceso de rejuvenecimiento ocurre durante todo el desarrollo del ovocito de la mosca. "Nuestro trabajo es el primero en el campo que demuestra que se pueden formar enlaces cohesivos en los ovocitos después de que se generan los enlaces originales", apunta Sharon Bickel, profesora de ciencias biológicas en Dartmouth y autora correspondiente del artículo. "No se sabe si otros organismos además de las moscas de la fruta utilizan el rejuvenecimiento de la cohesión en los ovocitos", insiste Bickel. "Pero es difícil entender por qué sería necesario el rejuvenecimiento para mantener intacta la cohesión durante seis días en los ovocitos de la mosca de la fruta, pero no en los ovocitos humanos que sufren décadas de envejecimiento".

Los investigadores proponen en su artículo que si los ovocitos humanos tienen la capacidad de rejuvenecer los enlaces cohesivos, este mecanismo puede volverse menos eficiente debido al daño oxidativo provocado por el envejecimiento. Una disminución en el rejuvenecimiento podría conducir a una pérdida general de los enlaces cromosómicos.

El laboratorio de Bickel utiliza moscas de la fruta como modelo para investigar los mecanismos moleculares que subyacen a la cohesión cromosómica. Han descubierto que los efectos del envejecimiento en los ovocitos de la mosca de la fruta son similares a los observados en los humanos. En 2008, el laboratorio informó sobre un método para "envejecer" los ovocitos de la mosca de la fruta que proporcionó evidencia de que el envejecimiento provoca una pérdida de enlaces cohesivos.

Un artículo de 2016 mostró que el aumento del daño oxidativo en los ovocitos de la mosca de la fruta también resulta en la pérdida de enlaces cohesivos, mientras que un artículo del laboratorio de 2019 informó que la disminución del daño oxidativo en los ovocitos envejecidos mejora los resultados de la división celular. "Si podemos identificar las proteínas y los mecanismos que subyacen al rejuvenecimiento de la cohesión en este sistema, eso podría informar el desarrollo de estrategias terapéuticas diseñadas para mejorar el rejuvenecimiento de los óvulos de mujeres mayores y frenar la pérdida de cohesión", reflexiona Bickel.

Por su parte, Muhammad Haseeb, investigador postdoctoral en el laboratorio de Bickel y primer autor del artículo, dice que la evidencia de la rotación en los vínculos cohesivos ha resultado difícil de alcanzar para los investigadores. Hasta la fecha, los experimentos realizados en ratones no han mostrado signos de rejuvenecimiento.

Los investigadores de Dartmouth adoptaron varios enfoques diferentes, dice Haseeb, quien comenzó el proyecto como estudiante de posgrado en el programa de Biología Molecular y Celular de Dartmouth. Algunas de las cepas de moscas que utilizó el equipo fueron generadas por la coautora Katherine Weng cuando era estudiante de posgrado en el laboratorio de Bickel.

Las herramientas disponibles para los experimentos con moscas de la fruta permitieron a los investigadores manipular proteínas en una etapa más temprana de los ovocitos, pero aún después de que se hubieran formado los enlaces cohesivos originales. También utilizaron dos métodos diferentes para controlar una proteína que existe en todas las variedades del complejo de cohesina que se encuentra en los ovocitos de la mosca de la fruta, señala Haseeb. Los investigadores que trabajan en ratones se centraron en una única proteína presente en sólo un subconjunto de complejos de cohesina en los ovocitos de ratón, dice. "Es posible que una o ambas diferencias expliquen nuestros hallazgos", destaca Haseeb.

El artículo puede ayudar a facilitar más experimentos en ovocitos de ratón que podrían ayudar a forjar un camino más claro para descubrir y comprender este proceso en humanos, afirma. "Curiosamente, dos de las proteínas reguladoras que sabemos que son necesarias para el rejuvenecimiento de los ovocitos de mosca también están presentes en los cromosomas de los ovocitos de ratón, después de que se forman los enlaces cohesivos originales", continúa el experto. "Eso es consistente con que desempeñen un papel en el rejuvenecimiento de los mamíferos".

Otro proyecto en curso en el laboratorio Bickel está probando si los suplementos nutricionales pueden reducir el riesgo de errores cromosómicos en ovocitos de mosca que han envejecido.