El estudio del factor masculino sobre el potencial de fertilidad del varón, se suele centrar en su historia clínica, perfil hormonal y un seminograma. Respecto al seminograma hemos hablado en el blog en diferentes entradas que te invito a leer, si aún no lo has hecho. Brevemente, el seminograma consiste en un recuento de espermatozoides y valoración de su morfología, movilidad, vitalidad como pruebas básicas, siguiendo los criterios establecidos en el Manual de laboratorio de la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2021) para el examen y procesamiento del semen humano, 6ª edición.
En caso de no ser detectada ninguna patología o alteración de parámetros del seminograma no se suelen realizan más pruebas. Sin embargo, en ocasiones, a pesar de estar todo los factores aparentemente correctos tras la valoración del caso, no se obtiene el éxito deseado y puede ocurrir que las causas se encuentren a nivel molecular. En ese sentido vamos a tratar en esta entrada la importancia de los perfiles de ARN espermático, de forma muy general, ya que es un tema tremendamente complejo y escapa a la intención de esta entrada, no obstante, os dejo un enlace por si tenéis interés.
¿Qué son los perfiles de ARN espermático?
Durante mucho tiempo se pensó que el espermatozoide tenía como función principal el transporte del genoma paterno al ovocito, pero el desarrollo de técnicas innovadoras y altamente sensibles, han permitido identificar, cuantificar y caracterizar una serie de moléculas de ARN, indicando que el espermatozoide contiene un conjunto único de ARN que se transfiere al ovocito tras la fecundación. Inicialmente, se pensaba que los ácidos ribonucleicos (ARN) solo servían para administrar el ADN, pero ahora se sabe que transportan una carga significativa de moléculas reguladoras. Así, es probable que se integren en diferentes procesos y desempeñen un papel crucial en la regulación de la expresión génica durante las primeras etapas del desarrollo embrionario, influyendo en la calidad del embrión y contribuyendo potencialmente a la herencia epigenética intergeneracional.
La participación de ARNs en la fecundación y el desarrollo embrionario aún no está totalmente definida, pero hay un interés creciente en conocer el papel que desempeñan. Parece prometedor comprobar su utilidad como biomarcadores para la infertilidad masculina y para predecir los resultados de las técnicas de reproducción asistida (TRA).
Este conjunto de moléculas de ARN espermáticas incluye diferentes tipos:
- ARN mensajero (ARNm): Estos son ARN codificantes que contienen instrucciones para la síntesis de proteínas.
- ARN no codificantes (ARNnc): Esta categoría incluye varios ARN reguladores pequeños y ARN largos no codificantes (ARNlnc).
- MicroARN (miARN): Pequeñas moléculas reguladoras que controlan la expresión génica a nivel postranscripcional.
- ARN asociado a ribonucleoproteínas (ARNr), como el ARN-Y y el ARN nucleolar pequeño.
- ARN que interactúan con Piwi (ARNpi): Otra clase de pequeños ARN no codificantes con funciones reguladoras.
- ARN de transferencia (ARNt): Se ha demostrado que algunos ARN pequeños derivados del ARNt regulan el desarrollo embrionario preimplantacional.
Estudiar estos perfiles nos ayuda a entender mejor aspectos relacionados con la calidad de los espermatozoides, la fecundación y cómo se transmiten ciertos rasgos genéticos a través de la reproducción.
¿Cómo se estudian los perfiles de ARN espermático?
Para estudiar los perfiles de ARN espermático, se utilizan varias tecnologías avanzadas que permiten analizar y caracterizar las moléculas de ARN de manera precisa. Algunas de las principales tecnologías son:
• Secuenciación de ARN (RNA-Seq): Es la técnica más común y potente. Permite determinar la secuencia completa del ARN presente en las espermatozoides, identificando diferentes tipos de ARN y su cantidad relativa. Esto ayuda a crear perfiles detallados y compararlos entre diferentes muestras o condiciones.
• PCR en tiempo real (qPCR): Se usa para validar y cuantificar específicamente ciertos ARN de interés, confirmando los resultados obtenidos con RNA-Seq.
• Microarrays de ARN: Aunque menos utilizados actualmente que RNA-Seq, estos permiten analizar la expresión de muchos genes simultáneamente mediante sondas específicas.
• Electroforesis en gel y otras técnicas de separación: Para analizar la calidad y tamaño del ARN extraído antes de realizar secuenciación o PCR.
Estas tecnologías juntas proporcionan una visión completa del contenido de ARN en los espermatozoides, ayudando a entender su papel en la fertilidad y transmisión genética.
Nuevos horizontes
Mientras que la selección tradicional de embriones se basa en la valoración morfológica de ovocitos y embriones y, a veces, en las pruebas genéticas preimplantacionales, la introducción del perfil de ARN de los espermatozoides añade una nueva dimensión a la evaluación de los embriones al tener en cuenta la carga molecular que aportan los espermatozoides en el momento de la fecundación.
Un reciente estudio publicado este año en Nature Communications, señala que los perfiles de ARN espermáticos podrían proporcionar información fundamental sobre la calidad del embrión, ofreciendo una herramienta potente para mejorar los resultados en FIV/ICSI. Para ello se han focalizado en el estudio en analizar los perfiles de ARN de muestras de espermatozoides recuperados durante ciclos de FIV en curso y su relación con la concentración y movilidad de los espermatozoides; tasa de fecundación y calidad embrionaria.
El estudio al que nos referimos, ha observado que los niveles más altos de ARN de espermatozoides específicos (SER) parecen estar relacionados con embriones con más probabilidades de alcanzar la etapa de blastocisto, tener una mayor masa celular interna y recuentos de células del trofoectodermo, y ser euploides, indicadores clave del posible éxito de la implantación y gestación. Este hecho, podría proporcionar un indicador medible de la viabilidad del embrión antes de la implantación. A modo ilustrativo en la Fig.1 se han adaptado los resultados del trabajo que estamos comentando, respecto a la calidad embrionaria.
En resumen: diferentes perfiles de ARNs aumentados o disminuidos se han relacionado con parámetros específicos de la muestra de espermatozoides, formando perfiles de ARN únicos vinculados a cada parámetro: concentración de espermatozoides, fecundación y calidad embrionaria. Si bien los resultados de este trabajo son muy prometedores, hay que resaltar que es necesario que dichos hallazgos se comprueben realizando múltiples estudios y réplicas; ya que podrían ser interpretaciones de un conjunto de resultados aún preliminares.
Conclusiones:
Papel del ARN de los espermatozoides parece tener una importancia en:
Fertilidad masculina: Se han identificado perfiles de expresión de miARN alterados en casos de infertilidad masculina, lo que sugiere un papel en la regulación de la espermatogénesis y la fertilidad.
Desarrollo embrionario: Los ARN transmitidos por espermatozoides proporcionan importantes señales reguladoras al óvulo después de la fecundación, lo que influye en las primeras etapas del desarrollo embrionario y puede afectar la calidad del embrión.
Herencia intergeneracional: El ARN de los espermatozoides puede transmitir información sobre las exposiciones y experiencias ambientales de un padre a su descendencia, influyendo en sus fenotipos a través de mecanismos epigenéticos.
Biomarcadores: Los perfiles de expresión de los ARN de los espermatozoides se están investigando como biomarcadores potenciales para evaluar la fertilidad masculina y la calidad del embrión que permitan predecir el éxito en las TRA.
Se abre una nueva etapa en la medicina reproductiva con diagnósticos moleculares no invasivos que podrían ayudar a guiar la selección de embriones, particularmente en casos de infertilidad inexplicable o falla de implantación recurrente.
No obstante, es importante subrayar que, a día de hoy, estos trabajos son de investigación y la validación este este enfoque está pendiente de un mayor número de casos. Por lo tanto, aún no se deben dar como recomendación clínica o diagnóstica definitiva.
