Células inalterables

Una investigación sobre ovocitos humanos revela cómo estas células permanecen en estado latente en los ovarios durante décadas manteniéndose sanos y sin perder su capacidad reproductiva.

El estudio es obra del equipo de Aida Rodríguez-Nuevo, del Centro de Regulación Genómica (CRG) en Barcelona.

Los resultados del estudio indican que los óvulos humanos inmaduros se saltan una reacción metabólica fundamental para generar energía.

Al alterar su actividad metabólica, las células evitan la creación de especies reactivas de oxígeno, moléculas dañinas que pueden acumularse, dañar el ADN y causar la muerte celular. Los hallazgos explican cómo los ovocitos humanos permanecen en estado latente en los ovarios hasta 50 años sin perder su capacidad reproductiva.

“Nacemos con todo el suministro de óvulos que tendremos en vida. Como los humanos también somos los mamíferos terrestres más longevos, los óvulos deben mantenerse en condiciones impecables y evitar décadas de desgaste. Mostramos que este problema se resuelve omitiendo una reacción metabólica fundamental que también es la principal fuente de daños para la célula. Como estrategia de mantenimiento a largo plazo, es como poner el motor en punto muerto. Esto representa un nuevo paradigma nunca antes visto en células animales”, afirma la Dra. Aida Rodríguez, investigadora postdoctoral en el CRG y primera autora del estudio.

Los óvulos humanos se forman por primera vez en los ovarios durante el desarrollo fetal, pasando por diferentes etapas de maduración. Durante las primeras etapas, los óvulos inmaduros (conocidos como ovocitos) permanecen en un estado de arresto celular, y perduran inactivos hasta 50 años en los ovarios. Como todas las células eucariotas, los ovocitos contienen mitocondrias, las baterías o el motor de la célula, que utilizan para generar energía para sus necesidades durante este período de latencia.

Usando una combinación de imágenes en vivo, técnicas proteómicas y bioquímicas, las autoras del estudio encontraron que las mitocondrias en los ovocitos humanos y de ranas Xenopus usan vías metabólicas alternativas para generar energía. Estas vías alternativas  nunca antes habían sido vistas en otros tipos de células animales.

Un complejo enzimático conocido como complejo I es el habitual punto de entrada que inicia las reacciones necesarias para generar energía en las mitocondrias. Esta enzima es fundamental, y trabaja en las células que constituyen los organismos vivos que van desde la levadura hasta las ballenas azules. Sin embargo, el equipo científico descubrió que el complejo I está prácticamente ausente en los ovocitos. El único otro caso que se conoce y que sobrevive con niveles reducidos de complejo I son todas las células que componen la planta parásita del muérdago.

Células vivas de un folículo humano, mostrando las células de la granulosa en la capa exterior, que dan soporte el ovocito, contenido en su interior. La actividad de las especies reactivas del oxígeno se muestra en rojo. Los investigadores observaron la actividad de las especies reactivas del oxígeno en las células de la granulosa, pero está prácticamente ausente en el ovocito. (Imágenes: Aida Rodriguez / Nature. CC BY)

Según las autoras del estudio, la investigación explica por qué algunas mujeres con afecciones mitocondriales vinculadas al complejo I, como la neuropatía óptica hereditaria de Leber, no experimentan una fertilidad reducida en comparación con mujeres con afecciones que afectan a otros complejos respiratorios mitocondriales.

Los hallazgos también podrían conducir a nuevas estrategias que ayuden a preservar las reservas ováricas de las pacientes que se someten a un tratamiento contra el cáncer. “Los inhibidores del complejo I se han propuesto previamente como tratamiento contra el cáncer. Si estos inhibidores se muestran prometedores en estudios futuros, podrían dirigirse potencialmente a las células cancerosas sin afectar a los ovocitos”, explica la Dra. Elvan Böke, autora principal del estudio y jefa de grupo en el programa de Biología Celular y del Desarrollo en el CRG.

Los ovocitos son muy diferentes a otros tipos de células porque tienen que equilibrar la longevidad con la función. Las investigadoras planean continuar con esta línea de investigación y descubrir cómo es exactamente la fuente de energía que utilizan los ovocitos durante su larga etapa de latencia en ausencia del complejo I, siendo uno de los objetivos conocer mucho mejor el efecto de la nutrición sobre la fertilidad femenina.

“Uno de cada cuatro casos de infertilidad femenina no tiene explicación, lo que apunta a una gran brecha de conocimiento en nuestra comprensión de la reproducción femenina. Nuestra ambición es descubrir las estrategias (como la falta del complejo I) que emplean los ovocitos para mantenerse saludables durante muchos años a fin de descubrir por qué estas estrategias finalmente fallan con la edad avanzada”, concluya la Dra. Böke.

El estudio se titula “Oocytes maintain ROS-free mitochondrial metabolism by suppressing complex I”. Y se ha publicado en la revista académica Nature. (Fuente: CRG)