Medicina reproductiva

En busca del esperma humano de laboratorio

Recientemente, investigadores chinos lograron obtener semen de ratón in vitro. Es el último paso de una larga carrera por erradicar la infertilidad.

La veterinaria JoGayle Howard durante la inseminación de un hurón.

La veterinaria JoGayle Howard durante la inseminación de un hurón. Smithsonian's National Zoo

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La semana pasada, un grupo de científicos chinos anunció que habían encontrado la receta para fabricar esperma de ratón a partir de células madre. Aunque la revista que lo ha publicado, Cell Stem Cell, goza de gran prestigio en el área de medicina reproductiva, no es la primera vez que se tienen noticias parecidas. Por ello, la comunidad científica se divide en estos momentos entre la euforia contenida y el escepticismo.

Es el último paso de una carrera de fondo iniciada hace años con un objetivo: obtener espermatozoides funcionales lejos de los testículos. Es decir, adiós a los bancos de esperma, embriones congelados y demás soluciones para ser padre. "Lo ideal sería reprogramar una célula de un paciente, por ejemplo de la piel y convertirla en una iPS [células madre pluripotenciales inducidas] genéticamente compatible", explica a EL ESPAÑOL Cristina Eguizábal, investigadora responsable de la Unidad de Terapia Celular y Células Madre del Centro Vasco de Transfusión y Tejidos Humanos.

A partir de ahí, esta célula se diferenciaría a un gameto haploide, como un espermatozoide o su estado anterior, una espermátida. Todo el proceso se haría realidad in vitro. "Luego se fecundaría un ovulo de la pareja correspondiente y se podría tener descendencia", añade la científica.

Este es el objetivo final. ¿Estamos lejos? Aún sí. ¿Estamos más cerca? También.

"El desarrollo de células germinales reproductivas in vitro ha sido el gran objetivo tanto de la biología como de la medicina reproductiva", dice a EL ESPAÑOL Qi Zhou, del Instituto Chino de Zoología y autor principal del estudio de Cell Stem Cell. "El obstáculo sustancial está en reproducir fielmente la meiosis, un tipo de división celular exclusivo de las células germinales, en los cultivos celulares".

Algunos científicos expertos en esta disciplina creen que los resultados son muy esperanzadores. "Aunque varios científicos hipotetizaron que esto se acabaría logrando, este trabajo es muy interesante porque demuestran que se puede hacer", explica a este periódico Jacob Hanna, del Weizmann Institute of Science israelí. "En lugar de generar espermátidas haploides de ratón inyectándole las células madre en los testículos, los autores extraen este material y lo cultivan in vitro para llegar al mismo producto final, es un gran paso adelante y un importante objetivo". 

Azim Surani, director de Investigación en Epigenómica del Instituto Gurdon en la Universidad de Cambridge, valora para EL ESPAÑOL el estudio de Zhou al señalar que "hay elementos sorprendentes", en el mal sentido de la palabra, "como la acelerada tasa de desarrollo de células espermátidas en los cultivos, que pasaron por la meiosis sin atravesar la formación de células madre espermatogoniales". 

Este genetista, que en 2014 logró crear precursores de espermatozoides humanos recreando un procedimiento antes empleado en ratones, dice que "el temporizador del desarollo parece estar mal, y está por ver si este protocolo es capaz de funcionar en humanos, debido a las conocidas diferencias entre éstos y los ratones", dice con cierta sorna.

Carrera por el esperma artificial

Tras años de especulación, la carrera empezó oficialmente en 2006 con un estudio en Cell, liderado por el iraní Karim Nayernia de la Universidad de Göttingen, que sugería la posibilidad de generar gametos masculinos de ratón capaces de generar descendencia a partir de células madre embrionarias. "El problema con el trabajo de Nayernia es que la progenia no era sana", explica Eguizábal. Sin embargo, la puerta acababa de ser abierta.

El estándar sobre cómo hacerlo llegó un lustro más tarde, cuando Katsuhiko Hayashi y sus compañeros de la Universidad de Kyoto lograron generar espermatozoides de ratón que, además de funcionar, daban lugar a hijos sanos.

Los japoneses hacían algo muy similar a lo que ahora han logrado los chinos, pero con una diferencia: una parte se hacia in vitro, desde la célula pluripotencial hasta el precursor de espermatogonias, que son las células madre especializadas que dan lugar a los espermatozoides. "Luego todo se metía dentro de un testículo de ratón y ahí se terminaba generando el espermatozoide", explica la investigadora vasca, que trabajó con el propio Hayashi en el pasado.

Técnicamente, Qi Zhou y compañía no han hecho nada nuevo, sino que han seguido el camino trazado por otros hasta encontrar la combinación adecuada de ingredientes. Lo que hace relevante este trabajo con respecto a los anteriores es, sin embargo, el hecho de haber generado los gametos totalmente in vitro, sobre una placa de Petri y no en los testículos de un ratón. Esto es crucial, ya que como resume Eguizábal, "todo el proceso de generar gametos haploides in vitro lo podríamos hacer en humanos".

Todo el proceso in vitro

Los intentos anteriores, sin embargo, requerían hacer una parte in vivo, y por motivos tanto técnicos como éticos, no se puede utilizar a un humano para inyectarle espermatozoides a ver qué pasa. No hay fines terapéuticos o de investigación que lo justifiquen.

Otro importante factor de escepticismo con el trabajo chino es que nunca ha sido repetido. Estudios anteriores, como el de Hayashi, son reproducibles al 100%, pero en este caso no está claro. "Potencialmente es una investigación interesante, pero requiere de verificación independiente", resume Surani.

"El siguiente reto sería hacer esto mismo con iPS, no con células madre embrionarias, y además en humanos", concluye Eguizábal. Es algo que coincide con los planes de los investigadores chinos, e investigadores como Hanna creen que, aunque difícil, es factible. "Desarrollar gametos humanos in vitro es el próximo Santo Grial", indica el israelí, "hay que ir paso a paso, pero parece que puede suceder y es muy emocionante".

"Esperamos desarrollar un sistema alternativo de cultivo sin emplear células somáticas de los testículos", dice Qi Zhou, aunque reconoce prudentemente que "aún queda un largo camino para trasladar estos resultados de ratones a humanos".

[Noticia ampliada con las declaraciones de Jacob Hanna]