Archivo - Útero, trompa de Falopio, sistema reproductor mujer. - MI-VIRI/ ISTOCK - Archivo
MADRID, 19 Dic. (EUROPA PRESS) -
Durante décadas, la ciencia ha sabido cuándo empieza la vida, pero no exactamente cómo se construyen algunas de sus partes más esenciales. El desarrollo de los órganos reproductivos humanos ha sido, hasta ahora, uno de los grandes enigmas del cuerpo antes del nacimiento.
Un nuevo trabajo realizado en Reino Unido abre una ventana inédita a ese proceso invisible. Gracias a tecnologías de última generación, los investigadores han logrado observar, con un nivel de detalle nunca visto, cómo las células se organizan, se especializan y toman decisiones clave en las primeras semanas de vida.
Una nueva investigación del InstituIto Wellcome Sanger y del Instituto Europeo de Bioinformática del EMBL (EMBL-EBI), ambos situados en Reino Unido, ha mapeado los tipos de células que se especializan en la formación de los órganos reproductivos en ambos sexos, identificando genes y señales clave que impulsan este proceso.
Los hallazgos, recogidos en 'Nature' ofrecen información importante sobre las afecciones que afectan a los órganos reproductivos y cómo las sustancias químicas ambientales pueden afectar la salud reproductiva. Asimismo, el estudio proporciona la imagen más detallada hasta la fecha de cómo se forman los órganos reproductivos en el útero, descubriendo vías biológicas cruciales que dan forma a su desarrollo.
Para este trabajo, los investigadores utilizaron una combinación de tecnologías de genómica espacial y de células individuales para analizar más de medio millón de células humanas individuales del sistema reproductivo en desarrollo.
Aunque el sexo cromosómico (XX o XY) se determina en la concepción, las diferencias visibles en el sistema reproductivo en desarrollo no aparecen hasta aproximadamente seis semanas después. En esta etapa, todos los embriones tienen gónadas indiferenciadas, así como las mismas estructuras pareadas (los conductos de Müller y los conductos de Wolff), que tienen el potencial de formar los órganos reproductivos internos femeninos o masculinos.
Un gen en el cromosoma Y llamado SRY desencadena el desarrollo de las gónadas indiferenciadas en los testículos; los testículos luego producen hormonas que guían a los conductos de Wolff para formar estructuras reproductivas masculinas y causan la regresión de los conductos de Müller. En ausencia de SRY, las gónadas se convierten en ovarios y los conductos de Müller se desarrollan en los órganos reproductivos femeninos.
Si bien el desarrollo de los testículos y los ovarios en los humanos ha sido mapeado a nivel celular y molecular en detalle debido a su importancia en la fertilidad, el desarrollo del resto del sistema reproductivo ha sido mucho menos comprendido, hasta ahora.
En este nuevo estudio, los investigadores del Instituto Sanger y del EMBL-EBI analizaron más de medio millón de células individuales de 89 muestras de tejido embrionario y fetal donadas para determinar qué genes y señales sustentan la diferenciación del aparato reproductor masculino y femenino. El estudio forma parte de la iniciativa Atlas de Células Humanas, que mapea todos los tipos de células del cuerpo para comprender la salud y la enfermedad.
El equipo utilizó la secuenciación de ARN unicelular para medir qué genes se activan en cada célula, y un ensayo unicelular para la secuenciación de la cromatina accesible a la transposasa (ATAC), que identifica regiones de ADN potencialmente activas. También emplearon la transcriptómica espacial para mostrar dónde exactamente, dentro de una sección de tejido, se activan dichos genes.
Esta combinación de enfoques permitió a los investigadores construir un mapa detallado, célula por célula, de cómo los conductos de Müller y Wolff, inicialmente simples, se remodelan en órganos distintos y conectados, como las trompas de Falopio, el útero, el cérvix y la vagina, o el epidídimo, el conducto deferente y la vesícula seminal, cada uno con su propia forma y función.
En primer lugar, los científicos descubrieron los genes que contribuyen a la maduración del conducto de Müller en las mujeres y otros genes que probablemente provoquen su deterioro en los hombres. En los genitales externos en desarrollo, rastrearon cómo la formación de la uretra difiere entre hombres y mujeres, ofreciendo nuevas pistas sobre las causas del hipospadias, una afección en la que la uretra se abre parcialmente a lo largo del pene en lugar de en la punta.
A continuación, los investigadores mapearon los cambios en la actividad genética en los conductos de Müller y Wolff. Para ello, construyeron un modelo computacional que permitió rastrear los genes que se activan o desactivan a lo largo de estos conductos a medida que crecen. Esto reveló cambios graduales, región por región, en la actividad genética e identificó vías de señalización específicas que ayudan a dividir los conductos en órganos distintos. Como resultado, el estudio propone un modelo actualizado de cómo el código HOX configura los órganos reproductivos, revelando genes HOX no reportados previamente que modelan la trompa de Falopio superior y el epidídimo.
Finalmente, el equipo investigó la vulnerabilidad de los tejidos reproductivos en desarrollo a las alteraciones ambientales mediante diminutos modelos 3D, conocidos como organoides, del endometrio en desarrollo. Al ser expuestos a compuestos como el bisfenol A (BPA) y el ftalato de butilbencilo (BBP), ambos relacionados con problemas de salud, los organoides activaron genes que responden a los estrógenos. Esto confirma que el endometrio fetal puede iniciar una respuesta genética a los estrógenos ambientales. Sin embargo, los investigadores señalan que aún no está claro a qué niveles de estos compuestos está expuesto el sistema reproductivo en condiciones maternas reales.
Al crear este atlas de alta resolución del sistema reproductivo en desarrollo, los investigadores han proporcionado un sólido mapa de referencia fundamental sobre cómo se desarrollan los órganos reproductivos y ofrecen nuevas pistas sobre cómo surgen los trastornos reproductivos.
Valentina Lorenzi, coautora principal del Instituto Wellcome Sanger y EMBL-EBI, detalla: "Por primera vez, podemos ver en detalle cómo se forma el sistema reproductivo humano antes del nacimiento. Este mapa identifica con precisión las células y señales que conforman cada órgano, y destaca cuándo el desarrollo es más vulnerable. Este es un paso esencial para comprender la fertilidad, las alteraciones congénitas y el impacto de nuestro entorno en la salud reproductiva".
Por su parte, Luz García-Alonso, coautora principal del Instituto Wellcome Sanger, agrega: "Un desafío importante en ginecología ha sido la falta de una guía clara sobre cómo se forman los tejidos reproductivos, lo que dificulta el diagnóstico de muchas afecciones. Nuestro trabajo proporciona esa guía, ayudándonos a rastrear alteraciones genéticas y a comprender el origen del desarrollo de las anomalías histológicas".
