Biología de las Gametas (GametoLab)

1) Gameta masculina:

La evaluación reproductiva del varón se realiza simplemente sobre el semen, siguiendo las recomendaciones de la OMS. Sin embargo, esos parámetros seminales no son indicadores totalmente fidedignos de la fertilidad del individuo y proporcionan poca o nula información sobre el verdadero defecto causante de la infertilidad, limitando las opciones terapéuticas. Por lo tanto, surge la necesidad de comprender mejor la fisiología de los espermatozoides en condiciones normales y patológicas. En este sentido, nuestras investigaciones están enfocadas en el estudio de los mecanismos moleculares implicados en los procesos de formación y maduración de los espermatozoides, en particular, aquellos relacionados con las vías de señalización y del metabolismo (Battistone et al., 2014; Brukman et al., 2019; Gomez-Elías et al., 2019; Giaccagli et al., 2021; Cohen et al., 2021, Cohen et al., 2022; Horta Remedios et al., 2023; González et al., 2024; Herzfeld et al., en preparación). Para ello, utilizamos el modelo del ratón ya que nos permite, además, estudiar la relevancia de esos mecanismos para la fertilidad del individuo. Asimismo, contamos con numerosas colaboración nacionales e internacionales, lo que nos permite incrementar la capacidad disciplinar. Por otro lado, en el último tiempo, se ha generado un interés renovado por el desarrollo de anticonceptivos masculinos confiables más allá de los actualmente disponibles, a saber, la vasectomía (esterilización quirúrgica) y los condones. Una estrategia interesante para la identificación de nuevos blancos anticonceptivos se basa en investigar las causas moleculares detrás de la infertilidad, de forma tal de luego replicar dicho defecto de manera transitoria en una persona sana, actuando como anticonceptivo. En este sentido, los trastornos de la motilidad espermática se encuentran entre las principales causas de la infertilidad masculina, y aunque se conoce muy poco sobre su etiología, se sabe que el metabolismo energético de los espermatozoides es clave para el desarrollo de su motilidad. En este sentido, nuestras investigaciones más aplicadas están enfocadas en la identificación de proteínas espermáticas humanas con roles en el metabolismo energético celular y el estudio de su posible utilización como blanco para el desarrollo de métodos anticonceptivos masculinos.

2) Gameta femenina:

Luego de la entrada del espermatozoide, en el ovocito fecundado ocurre una serie de cambios colectivamente denominados “activación ovocitaria”, esencial para el inicio del desarrollo embrionario. Si bien la técnica ICSI es actualmente la más efectiva y ampliamente utilizada para tratar la infertilidad, en aproximadamente 1–5% de los casos la misma falla, principalmente debido a una deficiencia en el proceso de activación de los ovocitos. Como respuesta a esta problemática han surgido distintos métodos de activación artificial de los ovocitos (AOA). A pesar de que se han reportado nacimientos de niños luego de AOA, se trata de un procedimiento experimental ya que no cuenta con el sustento teórico, ni siquiera en modelos animales, que evalúen los mecanismos involucrados y avalen su seguridad para la progenie y el desempeño reproductivo de la misma a largo plazo. En este sentido, nuestras investigaciones están enfocadas en comprender el impacto que pueden tener los métodos de activación ovocitaria utilizados en la clínica, diferentes al natural, en los distintos procesos celulares y fisiológicos subsiguientes y sobre la descendencia en el modelo del ratón (Curia et al., 2013, Gómez Elías et al, 2020 y González et al., enviado). Con una mirada más aplicada, establecimos una colaboración con una clínica de fertilización asistida para estudiar el efecto de la activación partenogenética de ovocitos humanos con los distintos protocolos de AOA utilizados en el tratamiento de pacientes y analizar los distintos eventos tempranos que vimos alterados en el modelo de ratón.

3) Embrión:

Más allá de la AOA, varias de las técnicas de reproducción médicamente asistidas (ART) que están actualmente en uso, tampoco cuentan con el respaldo científico que garantice su seguridad para la progenie. Esto resulta importante a la luz de estudios epidemiológicos que muestran que, a pesar de que la mayoría de los bebés fruto de las ART
parecen ser saludables y tener un desarrollo normal, los mismos presentan ciertas diferencias respecto a los nacidos por concepción natural. En este sentido, un procedimiento que se realiza de rutina en el laboratorio de embriología es la vitrificación de embriones desarrollados in vitro. Considerando que este procedimiento se ha incorporado hace menos de 20 años en las clínicas de fertilidad, y que aún no existen estudios epidemiológicos sobre el desempeño reproductivo de las personas nacidas de embriones sometidos a esta tecnología, nuestras investigaciones apuntan a estudiar el efecto de la vitrificación sobre los cambios epigenéticos durante la embriogénesis y el fenotipo reproductivo de la progenie en el modelo del ratón. Planeamos utilizar estos conocimientos para mejorar las condiciones de cultivo in vitro de los embriones generados, reduciendo el impacto que las técnicas de criopreservación puedan tener sobre la progenie generada.

En conjunto, los avances que logremos con nuestras estrategias experimentales contribuirán a un mayor conocimiento básico del proceso de fecundación como así también arrojarán datos críticos para alcanzar una fase de investigación más aplicada, permitiendo el mejoramiento de las técnicas de diagnóstico y tratamiento de la infertilidad como así también el desarrollo de métodos de regulación de la fertilidad.