La activación del receptor Toll-like 7/8 codificado por el cromosoma X altera la motilidad de los espermatozoides y proporciona una nueva y sencilla tecnología para sexar los espermatozoides


 

ANTONIO L. GONZÁLEZ UTOR | LABORATORIO CEIFER Biobanco


20-11-2019

INTRODUCCIÓN

Durante la espermiogénesis, la espermátida redonda sufre cambios morfológicos dinámicos que están asociados con la expresión de varios genes. En estas células germinales haploides existe una transcripción activa de genes relacionada con la actividad ARN polimerasa II, la cual está presente hasta etapas tardías de la espermatogénesis. Esto sugiere que los espermatozoides X e Y podrían diferenciarse por la expresión de genes distintos codificados por cada cromosoma sexual durante los estados finales de espermátida.

esperma

Revista de procedencia: PLOS Biology | Enlace


Los espermatozoides con cromosoma X e Y son funcionalmente iguales, sin diferencias aparentes entre ellos durante la fertilización in vivo o en los procedimientos convencionales de fertilización in vitro (FIV). A pesar de estas similitudes funcionales, se han observado diferencias en los patrones de movilidad entre espermatozoides X e Y en condiciones específicas in vitro, que hace pensar en la posibilidad de que estas diferencias estén relacionadas con la transcripción de genes específicos. Si se pudiera identificar genes específicos codificados por cada cromosoma sexual en los espermatozoides que expliquen las diferencias funcionales entre los espermatozoides X e Y, se podría desarrollar una tecnología rápida y simple para separarlos selectivamente.

MATERIAL Y MÉTODOS

Este estudio se centra en los genes codificados por el cromosoma X que actúan como sensores (por ejemplo receptores) y que podrían conferir diferencias funcionales entre los espermatozoides X e Y. Seis genes que codifican proteínas que actúan como receptores (Ar, Tlr8, Gpr174, TLR7, Gpr34 y Eda2r) de los 492 genes codificados por el cromosoma X, se unen a ligandos específicos pero no se unen a ligandos que se activan por receptores codificados por autosomas. De ellos, TLR7/8 (receptor Toll/like) se expresan en esperma de ratón y su activación suprime la motilidad de los espermatozoides de ratón y humano. Estos se expresan en la última etapa de las espermátides y en espermatozoides, estando compartimentalizada su localización a la cola para TRL7 y a la pieza intermedia, en la mitocondria, para TRL8.

El tratamiento de los espermatozoides con ligandos específicos de TLR7/8 redujo drásticamente la velocidad de los espermatozoides X sin afectar los Y. Los mecanismos que median estos cambios en la actividad de los espermatozoides parecen estar directamente regulados por la producción de ATP, por un lado, inhibiendo la hexoquinasa, y por otro lado, la actividad mitocondrial.

En base a estas observaciones, se usaron ligandos específicos de estos receptores (Resiquimod  que se une a TLR7 y TLR8 o Imiquimod que se une específicamente a TLR7) para desarrollar un método efectivo, rápido y simple para separar selectivamente los espermatozoides Y de los X, al reducir la velocidad de estos últimos. Específicamente, la incubación de esperma durante 1 hora con ligandos TLR7/8 separó eficientemente los X de los Y sin disminuir la fertilización, al menos in vitro. Después de la fertilización in vitro utilizando el esperma de alta movilidad seleccionado por ligando, el 90% de los embriones eran XY masculinos. Asimismo, el 83% de las crías obtenidas después de la transferencia de embriones eran machos XY. Por el contrario, el esperma de movilidad lenta produjo embriones y crías que fueron 81% de hembras XX.

Trabajo original

“Activation of Toll-like receptor 7/8 encoded by the X chromosome alters sperm motility and provides a novel simple technology for sexing sperm”

PLOS Biology 17(8): e3000398. (published August 13, 2019)

Umehara T, Tsujita N,  Shimada M.

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PLOS Biology , Enlace

CONCLUSIONES

Los autores concluyen que los genes TLR7/8 codificados por el cromosoma X se expresan y localizan en la parte media y cola del espermatozoide X, pero no en el espermatozoide Y. La adición de ligandos suprimió dramáticamente la motilidad de los espermatozoides X sin disminuir la capacidad de fertilización de todos los espermatozoides. Basado en estos hallazgos se desarrolla una técnica que permite una fácil separación de los espermatozoides X e Y.

Antonio L. González
Editor Ciencia e Innovación | Artículos

2019-11-21T10:54:58+00:00 20/11/2019|Categorías: Ciencia e Innovación, Novedades|

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