El grupo de investigación para la segregación cromosómica y enfermedades en humanos del CIC (Centro de Investigación del Cáncer) de Salamanca bajo la dirección del Dr. Alberto Martín Pendás identificó el mecanismo por el cual dos mutaciones presentes en humanos causan infertilidad.
Los investigadores del CIC que firmaron el estudio
Es bastante común en estos días encontrar personas con problemas de fertilidad, y una gran parte de esos problemas tienen orígenes desconocidos. Este trabajo ayuda a aprender un poco más sobre algunas de las causas de la infertilidad.
Intentaremos explicar un poco de qué se compone lo que identificaron. Exactamente lo que vieron es que las interacciones entre un complejo de moléculas (SYCE1-SIX6OS1) involucradas en el proceso de meiosis se alteran en la infertilidad.
¿QUÉ ES LA MEIOSIS?
Primero, un recordatorio muy básico de lo que es la meiosis. Sin saber esto, no puede comprender en qué consiste este hallazgo. Todos sabemos que la fertilización consiste en el proceso por el cual dos células de diferentes individuos se unen para crear una nueva. Esta es la base de la reproducción sexual. Bueno. Imagínese si la fertilización involucrara dos células. La célula resultante (de la que se deriva todo el individuo) tendría el doble de material genético que los padres. Y a cambio, lo mismo sucedería en la próxima generación y la composición genética aumentaría continuamente. Por supuesto que no puede ser. Por lo tanto, las células que se unen en la fertilización son células especiales que tienen la mitad de los cromosomas, un complemento completo, por lo que cuando el nuevo individuo se reúne, tienen el mismo número que sus predecesores. Estas células se llaman Gametos y el proceso por el cual se forman se llama mitosis.
¿CÓMO FUNCIONA LA MEIOSIS?
El proceso de meiosis es muy complejo. Recuerde que se compone de dos departamentos consecutivos sin síntesis de ADN entre ellos. En esta investigación nos interesa fundamentalmente el fenómeno de la sinapsis cromosómica, que es la unión o apareamiento de cromosomas homólogos. Para estabilizar esta unión, se forma una estructura de proteína como un andamio, que se conoce como complejo sinaptonémico y también promueve la formación de enlaces cruzados. Este complejo tiene ocho componentes en mamíferos, incluido SYCE1.
Complejo sinaptonémico. Tomado del artículo original Science Advances 02 de septiembre de 2020: Vol.6, No. 36
El complejo sinaptonémico también sirve como un andamio como la estructura esencial en la que tienen lugar las reacciones enzimáticas para que pueda tener lugar la recombinación homóloga. La recombinación homóloga es un proceso que ocurre durante la meiosis y consiste en los cromosomas emparejados de los padres masculinos y femeninos que se alinean para que secuencias de ADN similares se crucen y se produzca un intercambio de material genético. Este es uno de los mecanismos que diferencian a los niños de cualquiera de los padres. En la siguiente imagen tienes una representación gráfica muy clara de este proceso.
Imagen del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Recombinacion-homologa)
¿QUÉ EXACTAMENTE ENCONTRASTE?
En el trabajo de investigadores del CIC en colaboración con la Universidad de Newcastle, encontraron que SYCE1 realiza una serie de interacciones con otra proteína en este andamio, SIX6OS1, y que estas interacciones son esenciales para la formación adecuada del complejo y por lo tanto para una meiosis correcta. Este grupo de investigación lleva tiempo trabajando en el proceso de la meiosis, de hecho lo publicaron en la revista en 2016 Comunicación de la naturaleza su descubrimiento del octavo miembro que forma parte del complejo sinaptonémico.
Al examinar estas interacciones, los investigadores encontraron que las mutaciones en SYCE1 (descritas anteriormente) que causan infertilidad lo hacen precisamente al desestabilizar el complejo sinaptonémico y afectar la interacción con SIX6OS1. De esta forma, han demostrado que no solo la falta de las proteínas SYCE1 o SIX6OS1 puede afectar la fertilidad, sino también que mutaciones específicas en las áreas de interacción entre estas proteínas son suficientes para provocar errores meióticos, por lo que se producen estos Errores que conducen a esterilidad.
Para llegar a estas conclusiones, los científicos replicaron las tres mutaciones humanas en SYCE1 que causan infertilidad en ratones. Estos ratones mutantes se obtuvieron mediante edición genómica realizada con la herramienta CRISPR.
PORQUE ES IMPORTANTE?
Dentro del 10 al 15% de las parejas que experimentan infertilidad, aproximadamente el 25% de los casos tienen causas desconocidas y es probable que sean de origen genético, incluido entre el 50 y el 80% de azoospermia no obstructiva e insuficiencia ovárica prematura. Este trabajo permite dilucidar uno de los mecanismos de una causa genética de la infertilidad. El conocimiento de los cambios moleculares siempre requiere un primer paso para obtener posibles terapias para los problemas derivados de estos cambios.
Este texto fue editado por Alberto Martín Pendás, uno de los autores del artículo.
ARTÍCULOS:
Fernando Sánchez-Sáez, Laura Gómez-H, Orla M. Dunne, Cristina Gallego-Páramo, Natalia Felipe-Medina, Manuel Sánchez-Martín, Elena Llano, Alberto M. Pendas, Owen R. Davies. La sinapsis del cromosoma meiótico depende de interacciones SYCE1-SIX6OS1 multivalentes que se alteran en la infertilidad humana. Avances en la ciencia. DOI: 10.1126 / sciadv.abb1660 https://advances.sciencemag.org/content/6/36/eabb1660.full
