Investigadores alemanes han demostrado, en ratones, que la capacidad de los espermatozoides para moverse progresivamente depende de una proteína, la RAC19. Las cantidades óptimas de esta proteína activa mejora la competitividad de los individuos, mientras que la actividad aberrante puede causar infertilidad masculina.
Los espermatozoides emprenden, literalmente, una carrera por la vida cuando millones de ellos se dirigen hacia los óvulos para fertilizarlos. Pero la competencia no es igual y el azar poco tiene que ver en esta. Los científicos han observado, en ratones, segmentos de un ADN “egoísta” de origen natural que rompen las reglas estándar de la herencia genética y otorga una tasa de éxito de hasta el 99 por ciento a los espermatozoides que lo contienen.
Científicos del Instituto Max Planck de Genética Molecular en Berlín lo han descrito cómo el factor genético llamado "t-haplotipo"; es el que promueve el éxito de la fertilización de los espermatozoides que lo portan.
Así han demostrado, por primera vez de manera experimental, que los espermatozoides con el haplotipo t avanzan más rápido que sus pares "normales" y, por lo tanto, establecen su ventaja en la fertilización. En su análisis de los espermatozoides individuales observaron que la mayoría de las células que progresaron poco en sus trayectorias eran genéticamente "normales", mientras que los espermatozoides de mayor movimiento contenían principalmente el haplotipo t.
Estas diferencias de motilidad quedaron vinculadas con la proteína RAC1, la cual es un interruptor molecular que transmite señales desde el exterior de la célula hacia el interior activando otras proteínas. Se sabe que la molécula (RaC1) participa en la dirección, por ejemplo, de glóbulos blancos o células cancerosas hacia células que exudan señales químicas. Los nuevos datos sugieren que RAC1 también podría desempeñar un papel en la dirección de los espermatozoides hacia el óvulo, al parecer les permite “olfatear" su camino hacia su objetivo.
Pero, si bien la competitividad de los espermatozoides individuales parece depender de un nivel óptimo de RAC1 activo, la actividad reducida o excesiva de RAC1 interfiere efectivamente con el movimiento hacia adelante.
Un juego nada limpio
Los investigadores han observado que los espermatozoides con el haplotipo t logran inhabilitar a los que no lo poseen. El truco es que el haplotipo t “envenena”a todos los espermatozoides, pero al mismo tiempo produce un antídoto, que actúa solo en los portan y los protege. Explicaron que es como una maratón, en el que todos los participantes se envenenan con agua potable, pero algunos corredores también toman un antídoto.
También descubrieron que el haplotipo t contiene ciertas variantes genéticas que distorsionan las señales reguladoras. Estos factores de distorsión se establecen en la fase temprana de la espermatogénesis y se distribuyen a todos los espermatozoides de un ratón portador del haplotipo t. Estos factores son el "veneno" que perturba el movimiento progresivo.
El "antídoto" entra en acción después de que el conjunto de cromosomas se divide uniformemente entre los espermatozoides durante su maduración; cada espermatozoide ahora contiene solo la mitad de los cromosomas. Solo la mitad de los espermatozoides con el haplotipo t produce un factor adicional que revierte el efecto negativo de los factores distorsionadores. Y este factor protector no se distribuye, sino que se retiene.
Los espermatozoides no tienen ninguna ventaja cuando están solos
En el esperma de ratones con el haplotipo t solo en uno de sus dos cromosomas 17 observaron que algunas células avanzan y otras progresan poco. Probaron un solo espermatozoide y encontraron que los genéticamente "normales" son los que en su mayoría no se mueven en línea recta. Cuando trataron la población mixta de espermatozoides con una sustancia que inhibe RAC1, observaron que los espermatozoides genéticamente "normales" ahora también podían nadar progresivamente. La ventaja de los espermatozoides t desapareció, lo que demuestra que la actividad aberrante de RAC1 perturba la motilidad progresiva.
Los resultados explican por qué los ratones machos con dos copias del haplotipo t, una en cada cromosomas 17, son estériles. Producen solo espermatozoides que portan el haplotipo t. Estas células tienen niveles mucho más altos de RAC1 activo que los genéticamente normales, como descubrieron ahora los investigadores, y son casi inmóviles.
Pero los espermatozoides de ratones normales tratados con el inhibidor de RAC1 también perdieron su capacidad para moverse progresivamente. Por tanto, una actividad de RAC1 demasiado baja también es desventajosa. La actividad aberrante de RAC1 también podría estar subyacente a formas particulares de infertilidad masculina en los hombres, especulan los investigadores.
Estos datos destacan el hecho de que los espermatozoides son competidores despiadados, afirmaron los científicos. Además, el ejemplo del haplotipo t demuestra cómo algunos genes usan trucos algo sucios para transmitirse. Las diferencias genéticas pueden dar a los espermatozoides individuales una ventaja en la carrera por la vida, promoviendo así la transmisión de variantes genéticas particulares a la próxima generación, señalaron.
Concluyeron que la competencia entre los espermatozoides es feroz. Las células con el haplotipo t son particularmente resistentes contra sus competidores. Pero este no es siempre el caso, como muestran las imágenes microscópicas de espermatozoides de ratones genéticamente normales, así como de animales con el haplotipo t. (Con información del Instituto Max Planck).