Estudio liderado por FCB UdeC identifica genes maternos que controlan viabilidad de embrión

Según cifras de la Organización Mundial de la Salud, a nivel internacional se estima que entre un 10 a un 15% de las parejas poseen problemas para concebir, cifra que también es representativa de la realidad nacional. Así, el sueño de convertirse en padres exige recorrer un camino que podría extenderse por años, causando un gran desgaste físico, emocional y económico a causa de reiterados intentos que, incluso, podrían nunca llegar a la meta de dar a luz un hijo biológico.

Mejorar las opciones para muchas de estas parejas es la meta de una cruzada internacional que integra a científicos de la Universidad de Pensilvania, de la Universidad de Princeton, del Instituto Max Planck de Biología Celular y Genética de Alemania y de la Universidad de Concepción en Chile, quienes se abocaron a la misión de identificar factores genéticos maternos que controlan el desarrollo del embrión durante las primeras horas tras la fertilización.

Uno de los autores principales de este estudio, denominado Molecular genetics of maternally-controlled cell divisions y publicado en la revista PLoS Genetics; es el Dr. Ricardo Fuentes, académico de la Facultad de Ciencias Biológicas UdeC.

El científico explicó que a través de la generación de mutaciones al azar se logró identificar ocho genes “de efecto materno o maternos”, denominados así porque afectan al gameto femenino fertilizado y, en consecuencia, tienen un rol determinante en regular la viabilidad de embriones en las primeras etapas de su desarrollo.

“Si consideramos como el minuto cero cuando se fusionan los gametos femeninos y masculinos, las primeras horas del desarrollo del embrión están determinadas y reguladas por la función de factores, RNAs y proteínas, que se producen y acumulan durante la ovogénesis solo en el gameto femenino y, por lo tanto, son de exclusiva contribución e influencia materna”, indicó el investigador.

“Estos factores son necesarios para que el embrión ejecute correctamente los mecanismos moleculares y celulares involucrados en el establecimiento y progresión de las primeras divisiones celulares, así como otros procesos que son críticos para la formación del embrión temprano”, complementó Fuentes.

Es en este período de tiempo donde los genes maternos identificados en el estudio tienen un rol clave en la continuidad de la embriogénesis, debido a que si se encuentran mutados harán inviable el desarrollo del embrión. “La contribución paterna recién comienza a ser evidente después de esas primeras horas postfecundación, por lo tanto, si la madre tiene una mutación en un gen cuya función es importante para la división celular, el embrión detiene su desarrollo y no llega a ninguna parte”, aseveró el académico.

Trabajo conjunto

Para identificar la alteración genética y dilucidar la función de algunos de estos genes, los científicos realizaron una combinación de mapeo genético y clonamiento posicional, junto al análisis de fenotipos o conjunto de características visibles resultantes después de generar las mutaciones. Para ello, generaron mutaciones químicamente inducidas utilizando al pez cebra como modelo de estudio. 

“Analizamos la descendencia de madres mutantes, las que mostraron defectos en la progresión de las primeras divisiones celulares, y así logramos identificar y asociar una función a estos ocho genes maternos. Estos fenotipos anormales son señales de que el ovocito que genera esa madre es de mala calidad”, señaló el Dr. Fuentes.

El científico expuso que “si conocemos qué genes son responsables de generar un ovocito de buena calidad, podremos saber cuáles son los fenotipos asociados a la función de sus productos génicos. Por lo tanto, bastaría con observar bajo el microscopio para detectar la presencia de un fenotipo anormal asociado a una mutación genética materna y, de esta forma, determinar qué ovocito podría ser el mejor candidato para desarrollar un embrión viable”. 

La investigación, desarrollada en el Laboratorio de Fenómica y Embriogénesis Temprana, Departamento de Biología Celular de la Facultad de Ciencias Biológicas, pretende generar aplicaciones que podrían ser utilizadas para mejorar los procedimientos de fertilización in vitro, una técnica de reproducción asistida en la cual se fecunda un óvulo en una placa de Petri y posteriormente es transferido al útero materno.

“Nuestro objetivo a largo plazo en la UdeC, mediante el uso de técnicas de edición genética y fenotipado molecular, es extrapolar todo este conocimiento a terapias de fertilización in vitro que, generalmente, tienen un alto índice de fracaso”.

Fuentes agregó que el aporte de su investigación “permitiría establecer parámetros genéticos y fenotípicos que ayuden a determinar que un ovocito carece de anormalidades heredadas por mutaciones en la madre, por ende, seleccionar cuál es el mejor candidato para generar un embrión y asegurar un éxito reproductivo”, finalizó.