CIENCIA › DIáLOGO CON MARIANO BUFFONE, DOCTOR EN BIOQUíMICA DEL IBYME

El difícil proceso de la fecundación

Para poder fertilizar a un ovocito, el espermatozoide debe atravesar varias etapas intermedias, procesos moleculares que lo modifican y lo vuelven capaz para la tarea.

 Por Leonardo Moledo

–Usted volvió hace unos años a la Argentina.

–Sí, hace ya varios años. Yo hice mi doctorado en la Universidad de Buenos Aires y luego me fui a hacer un posdoctorado a la Universidad de Pensilvania. Allí trabajé en dos laboratorios diferentes, dirigidos ambos por científicos muy destacados. En el primero estudié ciertos aspectos del proceso de fertilización (básicamente en interacción entre espermatozoides y ovocitos); en el segundo me dediqué a aspectos del ovocito y del embrión. Luego, con la apertura de la ciencia en la Argentina, esta explosión que hubo desde 2003, con mucha más inversión y una notable mejora en las inversiones, se crearon muchos institutos y se puso en marcha un plan de repatriación de muchas personas que se habían ido al exterior (aunque tengo que aclarar que yo no me había ido huyendo de la crisis, sino para hacer el posdoctorado). Las condiciones eran favorables, había un concurso para espacios en el IByME, que es el lugar en el que yo quería trabajar por su prestigio, su trayectoria científica y su larga tradición en reproducción. Entonces me presenté a concurso y ahora dirijo el laboratorio de biología celular y molecular de la reproducción.

–¿Y qué se hace acá?

–Nosotros estamos estudiando el proceso de fertilización, es decir, el proceso en el cual el espermatozoide se une al ovocito para poder fecundarlo y generar un embrión que luego termina desarrollando un ser vivo. Nosotros estudiamos distintos aspectos de ese proceso, utilizando algunas herramientas transgénicas (animales modificados genéticamente para poder visualizar ciertas cosas).

–¿Qué animales?

–Ratones. Le doy un ejemplo concreto: les ponemos a los espermatozoides de estos ratones, tanto en la cabeza como en la cola, fluorescencia. Con esa marca, seguimos al espermatozoide dentro del tracto reproductor femenino, y entonces podemos evidenciar, en distintos momentos de su camino, hacia dónde están los ovocitos, qué le está pasando al espermatozoide. Una de las cosas centrales que estamos estudiando es una estructura indispensable para la fecundación, que es el acrosoma. Si no está el acrosoma en modelos animales o en enfermedades genéticas, no hay fecundación.

–¿Qué es?

–Una organela que se encuentra en la cabeza del espermatozoide y deriva del aparato de Golgi. El aparato de Golgi, que tienen todas las células somáticas, se convierte en el acrosoma cuando las células germinales tempranas se diferencian hacia el espermatozoide. Y esta estructura es importantísima para el proceso de fecundación. Una de las cosas más importantes en la que participa esta estructura es la exocitosis acrosomal. El acrosoma es como una vesícula que se libera, y esa liberación es indispensable para que el espermatozoide pueda penetrar las distintas capas que rodean al ovocito. Nosotros, dentro de las cosas que estamos haciendo, estamos estudiando cómo el espermatozoide, molecularmente, sufre esa liberación acrosomal, cómo son las proteínas que participan en el proceso, cómo son los movimientos de iones... Se trata de ver cómo se prepara el espermatozoide para la liberación acrosomal. Porque la reacción acrosomal es algo que el espermatozoide por sí solo no puede realizar. Para poder fecundar ovocitos, el espermatozoide necesita a la mujer. Si uno agarra un espermatozoide recién eyaculado de cualquier mamífero y lo pone frente a un ovocito, no sabe qué hacer. Ahora, si ese espermatozoide va al tracto reproductor femenino y empieza a ir por el útero, por las trompas, hace todo el camino allí y lo pone frente al ovocito, allí sí puede fecundar.

–Quiere decir que algo “aprende” allí...

–Sí, y de hecho ese proceso que vive en el tracto se llama “capacitación”. El espermatozoide allí se prepara para poder fertilizar al ovocito.

–¿Y cómo se prepara?

–Es complejísimo el tema, porque hay muchísimas proteínas involucradas. Nosotros estamos estudiando justamente un grupo de proteínas que son las que forman parte del citoesqueleto del espermatozoide. Es toda una estructura de proteínas que le da sostén y organización para que ciertos eventos puedan ocurrir en un lugar y no en otro. Estamos encontrando unos cambios muy importantes en ese citoesqueleto para que ese espermatozoide pueda sufrir la reacción acrosomal. Esa es una de las cosas que estamos haciendo molecularmente. Otra de las cosas es nuestro trabajo sobre la relación entre la membrana plasmática del espermatozoide y lo que pasa adentro de la célula.

–¿Qué pasa?

–Piense que el espermatozoide va atravesando el tracto reproductor femenino y la manera que tiene para detectar lo que está pasando es censar a través de la membrana plasmática. Nosotros estamos estudiando eventos de la membrana plasmática para ver cómo participan en el proceso de capacitación; y de estos eventos tratamos de ver cómo “tocan” al citoesqueleto de actina. Estamos enfocando el problema desde distintos lugares. Y lo más novedoso es que estamos creando herramientas transgénicas para estudiar todo el proceso in vivo. Una de las limitaciones más grandes que tenemos al trabajar con gametas es que la mayor parte de los estudios se hace in vitro: se sacan espermatozoides y ovocitos, y todo se manipula afuera. En realidad, lo que se está viendo es que muchas cosas que dan un resultado concreto in vitro son diferentes in vivo. De modo que hay que tener mucha precaución sobre cómo interpretar estas cosas. Y una de las cosas que nosotros estamos haciendo es tratar de generar sistemas in vivo para estudiar todo el proceso en el lugar donde ocurre todo: en el tracto reproductor femenino. Es un desafío muy grande y complicado, pero lo estamos abordando con distintas estrategias.

–¿Cómo se produce la fecundación?

–Si uno mira el ovocito, desde adentro hacia afuera tiene la membrana plasmática y por fuera otras dos capas: una que se llama zona pelúcida, que es una matriz de glicoproteínas, y después de eso están las células del cumulus oophorus. El espermatozoide que llega al lugar donde está el ovocito se encuentra primero con las células del cumulus. Una vez que atravesó esas células, se encuentra con la zona pelúcida. Ahí es indispensable la reacción acrosomal para poder penetrar la zona. El espermatozoide penetra esa zona y ahí se encuentra con la membrana plasmática del ovocito. Ahí el espermatozoide se une a la membrana plasmática y se fusiona. Y queda del lado de adentro del ovocito: allí ocurrió la fecundación.

–Si llegan dos espermatozoides al mismo tiempo, ¿qué pasa?

–En general eso no se da. No-sotros lo que estamos observando en este sistema in vivo es que el proceso es muy controlado; los espermatozoides van de a uno a los ovocitos, no van de a millones. La imagen típica de las películas, con un ovocito y millones de espermatozoides pegados tratando de entrar es artificial. En la realidad, adentro del oviducto, que es donde ocurre esto, hay un espermatozoide. Los otros vienen rezagados, se van liberando de a muy poquito. Los otros están todos pegados en lo que sería el epitelio de la trompa o el oviducto. Y no son millones, son cientos. Hay una selección muy grande de qué espermatozoide va a llegar allá adelante. Cuando un espermatozoide ya penetró y viene otro espermatozoide, el ovocito fertilizado sufre la degranulación de los gránulos corticales. Es otra exocitosis, en la que se liberan los gránulos corticales que modifican la zona pelúcida. El pobre espermatozoide que viene atrás, cuando llega, ve la zona pelúcida modificada y no puede entrar. Y se queda trabado. Así se previene que dentro de un ovocito haya más de un espermatozoide.

–Es un proceso muy rápido, ¿no?

–No sabemos cuánto tarda, pero sabemos que es muy eficiente. En realidad, sabemos más o menos cuánto: es del orden de segundos o minutos. Pero la liberación de espermatozoides del epitelio del oviducto para que lleguen al lugar de fertilización es lenta; eso sí lleva horas. Como es tan lenta, le da tiempo a que toda la reacción pueda ocurrir.

–Resumamos.

–Los espermatozoides entran en el oviducto, se pegan al epitelio y esperan una señal.

–Que no sabemos cuál es.

–Exacto. Cuando llega esa señal, uno se desprende y va al sitio de fertilización.

–¿Y cuál podría ser esa señal?

–Yo creo que la señal evidentemente parte del ovocito y evidentemente tiene que afectar no sólo al espermatozoide, sino también al epitelio, que tiene que soltarlo.

–¿Cómo sabe el ovocito que los espermatozoides están ahí como para mandar esa señal?

–No necesariamente tiene que “saber” que están allí. La hembra ovula y empieza a mandar señales; si están los espermatozoides, bien; si no, mal.

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Imagen: Corbis
 
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