La investigación, realizada en modelos experimentales de ratón, demuestra que la disminución de una enzima antioxidante mitocondrial altera el proceso de formación de los espermatozoides, reduce su capacidad de fecundación y compromete el desarrollo embrionario temprano
Los resultados ponen de manifiesto que la capacidad reproductiva masculina depende no solo de las características visibles de los espermatozoides, sino también del adecuado funcionamiento de sus mecanismos de protección antioxidante
Este hallazgo abre nuevas perspectivas para comprender las causas de la infertilidad masculina y sugiere que la proteína SOD2 podría constituir un marcador de calidad funcional espermática, con posibles aplicaciones futuras en el diagnóstico reproductivo
El trabajo es fruto de la colaboración internacional entre la Universidad de Oviedo, la Universidad de León y el Centro de Fisiología Integrativa y Medicina Molecular de Homburg, en Alemania
Un estudio internacional liderado por investigadores de la Universidad de Oviedo ha demostrado que las alteraciones en los mecanismos antioxidantes mitocondriales de los espermatozoides pueden comprometer la reproducción, incluso cuando los parámetros convencionales de calidad seminal parecen normales.
Este hallazgo abre nuevas perspectivas para comprender las causas de la infertilidad masculina y sugiere que estas alteraciones podrían constituir un marcador de calidad funcional espermática, con posibles aplicaciones futuras en el diagnóstico reproductivo. El trabajo ha sido publicado en la revista Free Radical Biology and Medicine, de gran impacto en su área de conocimiento.
El estudio ha sido desarrollado utilizando modelos de ratón modificados genéticamente para analizar cómo las alteraciones en los niveles de la enzima mitocondrial superóxido dismutasa 2 (SOD2) afectan a la espermatogénesis, a la capacidad de fecundación y al desarrollo embrionario temprano.
Los investigadores han observado que la reducción de esta enzima provoca alteraciones en el proceso de maduración de los espermatozoides y disminuye el éxito reproductivo. Uno de los resultados más relevantes es que estos efectos pueden producirse sin cambios significativos en parámetros seminales convencionales, como el número o la viabilidad de los espermatozoides, lo que pone de manifiesto la importancia de evaluar también su funcionalidad.
La aparente normalidad no lo es todo
«Nuestros resultados muestran que no basta con que los espermatozoides presenten unas características aparentemente normales. También necesitan mantener un equilibrio antioxidante adecuado para completar correctamente su proceso de maduración y conservar su capacidad reproductiva», explica Juan Carlos Mayo, investigador del Departamento de Morfología y Biología Celular de la Universidad de Oviedo.
El trabajo ha permitido, además, identificar cambios en los niveles de peróxido de hidrógeno durante las distintas etapas de diferenciación de las células germinales, lo que proporciona nuevas evidencias del papel de las especies reactivas de oxígeno como moléculas de señalización necesarias para el correcto desarrollo celular. Los experimentos de fecundación in vitro han demostrado que las alteraciones de SOD2 afectan no solo a la capacidad de fecundación, sino también a la supervivencia y progresión de los embriones durante sus primeras divisiones.
«El equilibrio entre las especies reactivas de oxígeno y los sistemas antioxidantes es fundamental: estas moléculas no son únicamente perjudiciales, sino que también participan en procesos de señalización necesarios para el desarrollo celular. Cuando ese equilibrio se altera, pueden verse comprometidas distintas etapas de la reproducción», señala Rosa María Sainz, investigadora del mismo departamento de la Universidad de Oviedo.
Estos hallazgos sugieren que la proteína SOD2 podría constituir un futuro marcador de calidad funcional espermática, aunque serán necesarios estudios adicionales para determinar su posible aplicación clínica. En este sentido, la investigación apunta a la necesidad de ampliar los criterios utilizados para evaluar la fertilidad masculina, incorporando información sobre los mecanismos moleculares que condicionan el funcionamiento de los espermatozoides.
Uno de los aspectos destacados de esta publicación es el carácter multidisciplinar del equipo investigador, que ha integrado conocimientos y técnicas de biología celular y molecular, biología redox, fisiología reproductiva, histología, genética, microscopía avanzada y reproducción asistida.
El trabajo ha sido coordinado por Juan Carlos Mayo y Rosa María Sainz, investigadores del Departamento de Morfología y Biología Celular de la Universidad de Oviedo, vinculados al Instituto Universitario de Oncología del Principado de Asturias (IUOPA) y al Instituto de Investigación Sanitaria del Principado de Asturias (ISPA). Las doctoras Vanesa Cepas-López, actualmente investigadora Marie Curie en el Instituto Nacional Oncológico de Candiolo, en Turín (Italia), y Belén García-Soler figuran como primeras autoras.
La investigación ha contado también con la participación de personal investigador de la Unidad de Transgénicos de los Servicios Científico-Técnicos de la Universidad de Oviedo, de la Universidad de León y de su Instituto de Desarrollo Ganadero y Sanidad Animal (INDEGSAL), así como con la colaboración internacional de la investigadora Leticia Prates Roma, del Centro de Fisiología Integrativa y Medicina Molecular de Homburg, en Alemania.
Esta colaboración ha permitido combinar modelos animales modificados genéticamente, técnicas de análisis molecular y celular, sensores fluorescentes para el estudio del estado oxidativo mitocondrial y ensayos de fecundación in vitro. La integración de estas aproximaciones experimentales ha resultado fundamental para relacionar los mecanismos moleculares de regulación antioxidante con sus consecuencias sobre la capacidad reproductiva.
El trabajo refuerza la contribución de la investigación desarrollada en Asturias al conocimiento de los mecanismos celulares y moleculares que regulan la reproducción, un ámbito de creciente interés científico y sanitario.
El estudio ha sido financiado por el Principado de Asturias, a través de la Agencia de Ciencia, Competitividad Empresarial e Innovación Asturiana (SEKUENS), mediante la ayuda destinada al apoyo de grupos de investigación, y por la Agencia Estatal de Investigación.
