Los científicos logran crear espermatozoides en el laboratorio

El avance, presentado en la revista 'Nature', abre una nueva esperanza en el tratamiento de la infertilidad masculina

Investigadores de la Universidad de la Ciudad de Yokohama (Japón) han conseguido producir espermatozoides en laboratorio, un hito científico que los biólogos de la reproducción perseguían desde el origen de los tratamientos de reproducción asistida en los años 70. El avance, que se presenta hoy en la revista científica Nature, abre una vía de esperanza para el tratamiento de la infertilidad masculina.

Por ahora, la investigación se ha realizado en ratones, por lo que la producción de espermatozoides en laboratorio aún no puede ofrecerse a hombres infértiles. Pero el equipo de Yokohama ya ha comprobado que la técnica que han desarrollado produce espermatozoides funcionales. Y que las crías concebidas con estos espermatozoides crecen con normalidad, sin problemas de salud aparentes, y que son fértiles al llegar a adultas.

"Necesitamos extender nuestros métodos a otras especies, incluida la humana, antes de poder aplicar estos resultados al tratamiento de personas", ha declarado por correo electrónico Takehiko Ogawa, director de la investigación. Aunque es posible que la técnica exacta que ha permitido obtener espermatozoides de ratón en laboratorio no sea efectiva en otras especies, admite Ogawa, "confío en que podremos lograrlo con alguna modificación del medio de cultivo".

Producir espermatozoides es "uno de los procesos más largos y complejos (…) que tienen lugar en el cuerpo", escriben los investigadores en Nature. Se trata de un proceso que pasa por varias etapas y que, en el cuerpo humano, requiere más de un mes.

Para reproducirlo en el laboratorio, Ogawa y su equipo extirparon minúsculos fragmentos de testículos de ratones de menos de tres días de edad. "Nos bastan fragmentos muy pequeños, de menos de un miligramo", ha explicado Ogawa a la Vanguardia. Recurrieron a ratones tan jóvenes porque la producción de células precursoras de espermatozoides se inicia pocos días después de nacer y los investigadores querían asegurarse de que podían realizar todo el proceso en el laboratorio.

Situaron el tejido extirpado en un medio de cultivo a 34 grados, la temperatura óptima para el crecimiento de espermatozoides de ratón. Dos detalles técnicos facilitaron el éxito del experimento. Uno es que colocaron el tejido de manera que una parte estuviera en contacto con un medio de cultivo líquido y otra parte, en contacto con el aire; el líquido le aportó los nutrientes necesarios para que vivieran las células y el aire le permitió el intercambio de gases necesario para la espermatogénesis.

El segundo detalle es que, tras un primer intento fallido, añadieron una proteína llamada KSR al medio de cultivo. Esta proteína se había empleado anteriormente en investigaciones de células madre. En este caso, permitió obtener espermatozoides maduros, dotados de una cola móvil, tras cultivar el tejido en el laboratorio entre 27 y 45 días.

Los investigadores mantuvieron el experimento en curso durante unas semanas más para averiguar si el tejido que habían utilizado se agotaba tras haber producido su primera hornada de espermatozoides o bien seguía produciendo células sin cesar como ocurre en un ser vivo. Según los resultados presentados en Nature, "nuestro sistema de cultivo ha sido capaz de inducir y mantener la espermatogénesis durante más de dos meses".

Llegados a este punto, faltaba demostrar que los espermatozoides obtenidos con esta técnica pudieran utilizarse para fertilizar óvulos y que fueran capaces de engendrar crías sanas. Entraban en la fase decisiva de la investigación. Si no nacían crías, o no nacían sanas, habría que renunciar a utilizar la técnica para tratar la infertilidad en personas.

Los investigadores recuperaron algunos de los espermátides y espermatozoides que habían obtenido en laboratorio y con ellos intentaron fertilizar 58 óvulos in vitro. Los espermátides son células precursoras de los espermatozoides y son igualmente útiles para la fecundación in vitro, ya que tienen el mismo número de cromosomas, aunque deben manipularse de manera diferente. Los embriones obtenidos se implantaron en hembras. Según los resultados del experimento, la tasa de nacimiento fue algo más alta con espermátides que con espermatozoides. En total, nacieron cuatro machos y ocho hembras.

Un sus primeros días de vida, aún no estaba claro si estas crías estaban sanas o si iban a ser enfermizas. Los investigadores dejaron que crecieran hasta llegar a la edad de reproducción y, durante su crecimiento, no apreciaron que tuvieran ningún problema relevante de salud. Para comprobar si eran fértiles, dejaron que se aparearan entre ellas. Los doce ratones concebidos con espermatozoides de laboratorio resultaron ser fértiles.

Finalmente, con el objetivo de aplicar esta técnica a pacientes infértiles en el futuro, los investigadores estudiaron si podían congelar el tejido en nitrógeno líquido y después repetir el experimento con éxito. Este es un requisito imprescindible para que la técnica pueda ofrecerse a niños que corren el riesgo de quedar infértiles a causa del tratamiento que reciben por un cáncer. En estos casos, sería preciso extirpar tejido testicular antes del tratamiento, conservarlo en nitrógeno líquido y descongelarlo cuando el paciente quisiera tener hijos años más tarde.

El experimento mostró que, incluso tras la congelación con nitrógeno líquido, el tejido testicular conserva la capacidad de producir espermatozoides en el laboratorio. Estos resultados, concluyen los investigadores, "contribuirán a desarrollar nuevas técnicas de diagnóstico y de tratamiento para la infertilidad masculina".