Un equipo liderado por investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM-CSIC-UAM) ha desarrollado organoides de oviducto bovino, pequeñas estructuras tridimensionales creadas en laboratorio a partir de células extraídas del oviducto de vaca capaces de reproducir el funcionamiento de este órgano clave en la reproducción.
Estos mini órganos artificiales en 3D imitan el comportamiento del oviducto, el conducto que conecta el ovario con el útero y donde se produce la fecundación y el desarrollo embrionario temprano en mamíferos.
El avance, publicado en la revista Cellular and Molecular Life Sciences, abre nuevas posibilidades para mejorar técnicas de reproducción asistida y estudiar con mayor precisión procesos biológicos fundamentales para la fertilidad. La investigación ha sido liderada por el doctor Vicente Pérez García, del CBM-CSIC-UAM y el Centro de Investigación Príncipe Felipe (CIPF), en colaboración con la Universidad de Murcia.
Un modelo que reproduce el entorno real de la fecundación
El oviducto genera un entorno dinámico esencial para la reproducción. A lo largo del ciclo reproductivo, este tejido cambia en respuesta a hormonas como el estradiol y la progesterona, regulando las moléculas necesarias para que óvulo, espermatozoide y embrión temprano se desarrollen en condiciones óptimas. Sin embargo, reproducir esta complejidad en laboratorio suponía hasta ahora una importante limitación científica.
Los modelos tradicionales, como cultivos bidimensionales o esferoides, no consiguen replicar fielmente la arquitectura ni las funciones del oviducto real, dificultando tanto el estudio de la reproducción como el diseño de nuevas estrategias en fecundación in vitro. Frente a ello, los nuevos organoides de oviducto reproducen tanto la estructura como la funcionalidad fisiológica del tejido.
Organoides capaces de responder al ciclo hormonal
Los investigadores desarrollaron estos organoides a partir de células epiteliales que recubren el interior del oviducto bovino. Estas células son responsables de producir gran parte de las secreciones necesarias para la fecundación y el desarrollo temprano del embrión. A partir de ellas, el equipo obtuvo organoides epiteliales capaces de autoorganizarse en estructuras tridimensionales funcionales.
Además, estos modelos conservan la capacidad de responder a estímulos hormonales y generar secreciones con un perfil similar al entorno natural. Los resultados muestran que la exposición de los organoides 3D al estradiol y la progesterona induce cambios específicos en la expresión génica y en la composición de las secreciones, reproduciendo con precisión distintas fases del ciclo reproductivo.
“Estos organoides no solo mantienen la estructura polarizada del epitelio del oviducto, sino que también conservan su capacidad de responder a señales hormonales, lo que les permite generar un entorno muy similar al fisiológico”, explica Sergio Navarro-Serna, primer autor del estudio.
Qué significa que tengan estructura polarizada
La llamada estructura polarizada implica que las células se organizan siguiendo una orientación funcional definida. En tejidos secretores, como el epitelio del oviducto, las células disponen una zona especializada para liberar moléculas, conocida como polo apical.
En estos organoides, el polo apical se orienta hacia el hueco interno o lumen. A diferencia del oviducto natural, cuyo lumen está abierto hacia ovario y útero, en los organoides este espacio permanece cerrado. Esta característica supone una ventaja experimental, ya que permite acumular secreciones en el interior y facilitar su recogida y análisis.
Gracias a esta organización, el modelo deja de ser un simple cultivo celular y adquiere propiedades funcionales propias de un miniórgano reproductivo.
Las secreciones mejoran funciones clave de los espermatozoides
Uno de los hallazgos más relevantes es que las secreciones producidas por estos organoides reproducen en gran medida la composición del fluido natural del oviducto. Los ensayos funcionales demostraron además que estas secreciones, especialmente bajo estimulación con estradiol, mejoran procesos esenciales para la fecundación.
Entre ellos destacan la capacitación espermática y la reacción acrosómica, mecanismos imprescindibles para que el espermatozoide pueda fecundar el óvulo. La capacitación permite al espermatozoide prepararse para la fecundación al exponerse al ambiente especializado del oviducto, optimizando movilidad y funcionalidad.
Por su parte, mediante la reacción acrosómica libera enzimas desde el acrosoma para atravesar la zona pelúcida, capa protectora externa del óvulo. Estos resultados demuestran que las secreciones derivadas de los organoides no solo imitan la composición del entorno natural, sino también parte de su función biológica.
Aplicaciones para reproducción asistida y desarrollo embrionario
Los investigadores consideran que estos organoides de oviducto bovino constituyen una nueva plataforma para estudiar la comunicación entre gametos, embrión temprano y entorno materno.
Además, el modelo podría contribuir al diseño de nuevas estrategias para optimizar la reproducción asistida, incorporando factores fisiológicos ausentes en sistemas convencionales de cultivo.
“Este sistema ofrece una alternativa reproducible y controlada para estudiar procesos fundamentales de la reproducción, con potencial para mejorar la eficiencia y la calidad de los embriones generados in vitro”, concluye Vicente Pérez García.
