Los “cromosomas egoístas”, responsables de que los humanos tengan más complicado tener hijos

Una nueva investigación realizada por un científico del Centro Milner para la Evolución de la Universidad de Bath sugiere que los “cromosomas egoístas” explican por qué la mayoría de los embriones humanos mueren muy pronto. El estudio, publicado en PLoS Biology , que explica por qué los embriones humanos a menudo no sobreviven, lo que tiene implicaciones en los tratamientos de la infertilidad.

Aproximadamente la mitad de los óvulos fertilizados mueren muy pronto, antes de que la madre sepa que está embarazada. Trágicamente, muchos de los que sobreviven para convertirse en un embarazo reconocido serán abortados espontáneamente después de unas pocas semanas. Tales abortos espontáneos son muy comunes y angustiantes para las personas que lo sufren.

El profesor Laurence Hurst, director del Centro Milner para la Evolución, investigó por qué, a pesar de cientos de miles de años de evolución, todavía es comparativamente tan difícil para los humanos tener un bebé.

La causa inmediata de gran parte de estas muertes prematuras es que los embriones tienen un número incorrecto de cromosomas. Los óvulos fertilizados deben tener 46 cromosomas, 23 de la madre y 23 del padre. “Muchos embriones tienen la cantidad incorrecta de cromosomas, a menudo 45 o 47, y casi todos mueren en el útero. Incluso en casos como el síndrome de Downcon tres copias del cromosoma 21, lamentablemente alrededor del 80 por ciento no producirá a término”, indicó Hunt.

¿Cómo se explica que sea tan habitual la ganancia o pérdida de un cromosoma y que este cambio sea tan letal? Hay varias causas identificadas por Hurst. En primer lugar, cuando el embrión tiene un número incorrecto de cromosomas, generalmente se debe a errores que ocurren cuando se producen los óvulos en la madre, no cuando se producen los espermatozoides. De hecho, más del 70 por ciento de los óvulos tienen el número incorrecto de cromosomas.

En segundo lugar, los errores ocurren en el primero de los dos pasos en la fabricación de huevos. Este primer paso, se había advertido anteriormente, es vulnerable a mutaciones que interfieren en el proceso, de modo que la mutación puede colarse “egoístamente” en más del 50% de los óvulos, obligando a la destrucción del cromosoma asociado, proceso conocido como impulso centromérico. Esto está bien estudiado en ratones, se sospechó durante mucho tiempo en humanos y se sugirió previamente que de alguna manera se relaciona con el problema de la pérdida o ganancia de cromosomas.

Lo que Hurst notó fue que, en los mamíferos, una mutación egoísta que intenta hacer esto pero falla, lo que resulta en un óvulo con uno de más o uno de menos cromosomas, todavía puede estar mejor evolutivamente. En los mamíferos, debido a que la madre alimenta continuamente al feto en desarrollo en el útero, es beneficioso desde el punto de vista evolutivo que los embriones que se desarrollan a partir de óvulos defectuosos se pierdan antes en lugar de llevarlos a término. Esto significa que la descendencia sobreviviente lo hace mejor que el promedio.

Hurst explicó: “Este primer paso de hacer óvulos es extraño. Un cromosoma de un par irá al óvulo y el otro será destruido. Pero si un cromosoma ‘sabe’ que va a ser destruido, no tiene nada que perder, así que Evidencia molecular reciente notable ha encontrado que cuando algunos cromosomas detectan que están a punto de ser destruidos durante este primer paso, cambian lo que hacen para evitar ser destruidos, lo que puede causar pérdida o ganancia de cromosomas y la muerte del embrión.

“Lo que es notable es que si la muerte del embrión beneficia a la otra descendencia de esa madre, ya que el cromosoma egoísta a menudo estará en los hermanos y hermanas que obtienen la comida extra, la mutación está mejor porque mata a los embriones”.

“Los peces y los anfibios no tienen este problema”, comentó Hurst. “En más de 2000 embriones de peces, no se encontró ninguno con errores cromosómicos de la madre”. Las tasas en las aves también son muy bajas, alrededor de 1/25 de la tasa en los mamíferos. Esto, señala Hurst, es como se predijo, ya que hay cierta competencia entre los polluelos después de que nacen, pero no antes.

Por el contrario, la pérdida o ganancia de cromosomas es un problema para todos los mamíferos que se han examinado. Hurst comentó que “alimentar a nuestros hijos en el útero es una desventaja. Si mueren temprano, los sobrevivientes se benefician. Nos deja vulnerables a este tipo de mutación”.

Hurst sospecha que los humanos pueden ser especialmente vulnerables. En los ratones, la muerte de un embrión da recursos a los supervivientes de la misma cría. Esto da un aumento del 10% en la probabilidad de supervivencia de los demás. Los seres humanos, sin embargo, por lo general solo tienen un bebé a la vez y la muerte de un embrión en una etapa temprana le permite a la madre volver a reproducirse rápidamente; probablemente ni siquiera supo que su óvulo había sido fertilizado.

Los datos preliminares muestran que mamíferos como las vacas, con un embrión a la vez, parecen tener tasas de muerte embrionaria especialmente altas debido a errores cromosómicos, mientras que aquellos con muchos embriones en una cría, como ratones y cerdos, parecen tener tasas algo más bajas.

La investigación de Hurst también sugiere que los niveles bajos de una proteína llamada Bub1 podrían causar la pérdida o ganancia de un cromosoma en humanos y ratones.

Hurst añadió que “los niveles de Bub1 disminuyen a medida que las madres envejecen y aumenta la tasa de problemas cromosómicos embrionarios. Identificar estas proteínas supresoras y aumentar su nivel en madres mayores podría restaurar la fertilidad”.

“También espero que estas ideas sean un paso para ayudar a aquellas mujeres que experimentan dificultades para quedar embarazadas o que sufren abortos espontáneos recurrentes”, concluyó.