En un par de primicias mundiales, los científicos de la UBC han impreso células testiculares humanas en 3D e identificaron signos tempranos prometedores de capacidades de producción de esperma. Los investigadores, dirigidos por el profesor asistente de urología de la UBC, el Dr. Ryan Flannigan, esperan que la técnica algún día ofrezca una solución para las personas que viven con formas de infertilidad masculina actualmente intratables.
«La infertilidad afecta al 15% de las parejas y los factores masculinos son una causa contribuyente en al menos la mitad de esos casos«, comenta el Dr. Flannigan, cuyo laboratorio tiene su sede en el Vancouver Prostate Centre, del Hospital General de Vancouver.
«Es un gran hito, ver estas células testiculares sobrevivir y comenzar a diferenciarse. Hay un largo camino por recorrer, pero esto hace que nuestro equipo tenga muchas esperanzas»
«Estamos imprimiendo en 3D estas células en una estructura muy específica que imita la anatomía humana, que creemos que es nuestra mejor oportunidad para estimular la producción de esperma. Si tiene éxito, esto podría abrir la puerta a nuevos tratamientos de fertilidad para parejas que actualmente no tienen otras opciones«, especula.
Dentro de los testículos humanos, los espermatozoides son producidos por pequeños tubos conocidos como túbulos seminíferos. En la forma más grave de infertilidad masculina, conocida como azoospermia no obstructiva (NOA), no se encuentran espermatozoides en la eyaculación debido a la disminución de la producción de espermatozoides dentro de estas estructuras.
Si bien en algunos casos los médicos pueden ayudar a los pacientes de NOA realizando una cirugía para encontrar espermatozoides extremadamente raros, el Dr. Flannigan dice que este procedimiento sólo tiene éxito la mitad de las veces. «Desafortunadamente para la otra mitad de estas personas, no tienen ninguna opción porque no podemos encontrar esperma para ellos«. Esos son los pacientes que el equipo del Dr. Flannigan espera ayudar.
Estructura tubular hueca
Para el estudio reciente, los investigadores realizaron una biopsia para recolectar células madre de los testículos de un paciente que vive con NOA. Luego, las células se cultivaron y se imprimieron en 3D en una placa de Petri en una estructura tubular hueca que se asemeja a los túbulos seminíferos productores de esperma.
Doce días después de la impresión, el equipo descubrió que las células habían sobrevivido. No sólo eso, habían madurado hasta convertirse en varias de las células especializadas involucradas en la producción de espermatozoides y mostraban una mejora significativa en el mantenimiento de las células madre espermatogoniales, ambos signos tempranos de la capacidad de producir espermatozoides. Los resultados del estudio se publicaron recientemente en Fertility and Sterility Science.
«Es un gran hito, ver estas células sobrevivir y comenzar a diferenciarse. Hay un largo camino por recorrer, pero esto hace que nuestro equipo tenga muchas esperanzas«, afirma el Dr. Flannigan.
Trabajan para entrenar a estas células, con el objetivo de producir esperma
Los investigadores ahora están trabajando para «entrenar» a las células impresas y que produzcan esperma. Para hacer esto, expondrán las células a diferentes nutrientes y factores de crecimiento y ajustarán la disposición estructural para facilitar la interacción de célula a célula.
Si pueden lograr que las células produzcan espermatozoides, esos espermatozoides podrían usarse potencialmente para fertilizar un óvulo mediante fertilización in vitro, lo que brinda una nueva opción de tratamiento de fertilidad para las parejas.
El programa de investigación del Dr. Flannigan también ha arrojado nueva luz sobre los mecanismos genéticos y moleculares que contribuyen a la NOA. Han estado utilizando varias técnicas de secuenciación de células individuales para comprender la expresión génica y las características de cada célula individual, y luego han aplicado modelos computacionales de estos datos para comprender mejor las causas fundamentales de la afección e identificar nuevas opciones de tratamiento. El trabajo ha sido altamente colaborativo, involucrando a investigadores de la UBC en informática, matemáticas e ingeniería, así como colaboraciones internacionales.
Tratamientos individualizados
«Cada vez más, estamos aprendiendo que es probable que haya muchas causas diferentes de infertilidad y que cada caso es muy específico de cada paciente«, concluye el Dr. Flannigan. «Con eso en mente, estamos adoptando un enfoque personalizado de medicina de precisión: tomamos células de un paciente, tratamos de comprender qué anormalidades son exclusivas de ellos y luego imprimimos en 3D y apoyamos las células de manera que superen esas deficiencias originales”.
Fuente: Fertility and Sterelity Science.
