Una empresa de biotecnología con sede en Utah, Paterna Biosciences, anunció el jueves que ha cultivado con éxito espermatozoides humanos funcionales en un entorno de laboratorio y ha utilizado este esperma cultivado en laboratorio para fertilizar óvulos, produciendo embriones de aspecto visiblemente sano. Este avance podría eventualmente proporcionar un camino viable para que los hombres que enfrentan ciertos tipos de infertilidad tengan hijos biológicos, un objetivo que los científicos han perseguido durante casi un siglo, según comunicados de la empresa. Los hallazgos, aunque aún no han sido sometidos a una revisión por pares independiente, marcan un paso significativo en la medicina reproductiva.
Paterna Biosciences logró este hito al aislar células madre productoras de esperma de tejido testicular. Luego, la empresa desarrolló un método para nutrir estas células en una placa, induciéndolas a convertirse en espermatozoides completamente desarrollados. Este intrincado proceso aborda directamente un desafío de larga data en la ciencia reproductiva, un campo que ha visto a los científicos intentar producir esperma fuera del cuerpo, una técnica conocida como espermatogénesis in vitro, durante casi 100 años.
El CEO de la empresa, Alexander Pastuszak, urólogo certificado y profesor asociado de la Facultad de Medicina de la Universidad de Utah, explicó que su equipo identificó las señales moleculares precisas necesarias para guiar a estas células madre a través de la maduración. Este es un viaje biológico complejo. El proceso natural de formación de espermatozoides en el cuerpo tarda poco más de dos meses.
Implica varias etapas distintas dentro de los túbulos fuertemente enrollados de los testículos. Las células madre primero experimentan meiosis, dividiéndose para crear células con 23 cromosomas. Durante esta fase, los espermatozoides también desarrollan su distintiva estructura de cola y cabeza, esencial para el movimiento.
Luego migran a otra sección de los testículos para adquirir motilidad. Finalmente, el conducto deferente transporta el esperma maduro para su liberación. “Existen mecanismos de control muy estrictos en cada uno de esos pasos”, dijo Pastuszak a Reuters. “Hemos descubierto las instrucciones necesarias para enseñar a estas células madre a convertirse en espermatozoides maduros y normales”. Esto representa un logro biológico significativo. Históricamente, crear espermatozoides humanos viables en un laboratorio ha resultado mucho más difícil que para otras especies.
Un equipo de investigación japonés produjo con éxito espermatozoides de ratón viables en un entorno de laboratorio por primera vez en 2011. Mientras que otra empresa de biotecnología francesa, Kallistem, afirmó haber logrado la espermatogénesis in vitro en 2015, algunos investigadores externos cuestionaron el desarrollo completo de los espermatozoides. Esa empresa tampoco proporcionó pruebas de que sus espermatozoides creados en laboratorio pudieran fertilizar óvulos.
El enfoque de Paterna difiere. Inicialmente exploraron el cultivo de túbulos testiculares completos, pero encontraron que nutrir solo las células madre era más efectivo. Su equipo utilizó biología computacional para predecir las señales moleculares cruciales en cada etapa del desarrollo de los espermatozoides, luego probó varias combinaciones de moléculas para inducir estas etapas hasta que encontraron la mezcla óptima.
Este fue un esfuerzo minucioso. Larry Lipshultz, profesor de urología en el Baylor College of Medicine, que no está afiliado a Paterna, describió el desarrollo como “enorme”. Señaló la dificultad de larga data para identificar los factores de crecimiento necesarios para que las células madre maduren en espermatozoides. “La gente no entendía, o nunca había descubierto, qué factores de crecimiento hay que suministrar a estas células para que se conviertan en espermatozoides maduros. Aparentemente, han identificado estas sustancias”, explicó Lipshultz.
Sus comentarios subrayan el reconocimiento de la comunidad científica de la complejidad que implica esta hazaña biológica. Las implicaciones para las familias son sustanciales. Los factores masculinos contribuyen a aproximadamente la mitad de todos los casos de infertilidad a nivel mundial.
Estos problemas van desde un bajo recuento de espermatozoides y una forma anormal de los mismos hasta una mala motilidad espermática. Un grupo particularmente desafiante comprende entre el 10 y el 15 por ciento de los hombres infértiles que tienen una ausencia completa de espermatozoides en su eyaculado. Para estas personas, las opciones de tener hijos biológicos han sido severamente limitadas.
Pastuszak indica que, si bien estos hombres no producen espermatozoides, a menudo todavía poseen las células madre que dan origen a los espermatozoides. Investigaciones de Paterna y otros grupos sugieren que el problema a menudo no reside en las células madre en sí mismas, sino en el microambiente circundante que apoya su desarrollo. Al replicar un ambiente saludable en el laboratorio, Paterna tiene como objetivo producir espermatozoides sanos.
Esto ofrece una nueva vía de esperanza. El costo emocional de la infertilidad en individuos y parejas es inmenso. Ryan Flannigan, cirujano especializado en recuperación de esperma en el Vancouver Prostate Centre en Canadá, que no está involucrado con Paterna, destacó esta carga. “Se ve el costo emocional y el impacto en estos individuos y parejas”, afirmó Flannigan.
Los tratamientos actuales para hombres con cantidad o calidad reducida de espermatozoides incluyen ciertos medicamentos, la inseminación intrauterina (IUI) y la fertilización in vitro (FIV) convencional. Sin embargo, para los hombres que no producen espermatozoides en absoluto, el panorama del tratamiento se vuelve mucho más limitado. Las opciones existentes para ellos a menudo implican un procedimiento quirúrgico para buscar espermatozoides directamente dentro del tejido testicular.
Esta cirugía requiere anestesia general y puede durar hasta cuatro horas, dependiendo de la rapidez con la que se localicen los espermatozoides. Incluso con medidas tan invasivas, los cirujanos no logran encontrar espermatozoides en un porcentaje significativo de casos. Esta es una realidad difícil para muchas familias.
La tecnología de Paterna busca reemplazar este proceso quirúrgico invasivo. En cambio, solo requeriría una pequeña biopsia de tejido testicular, que podría realizarse en el consultorio de un médico. Este tejido se enviaría luego a Paterna para la espermatogénesis in vitro.
La empresa planea fijar el precio del procedimiento entre 5.000 y 12.000 dólares. Este costo, si bien podría cambiar la vida de las familias, plantea preguntas inmediatas sobre la accesibilidad. Justin Dubin, urólogo y director de salud sexual masculina en el Baptist Health Miami Cancer Institute, reconoció el entusiasmo en torno al avance de Paterna, pero advirtió sobre el costo como un factor limitante. “Estamos desarrollando tantas opciones increíbles en el cuidado de la fertilidad, y sin embargo, muchas de ellas no están cubiertas por el seguro”, observó Dubin.
Para muchas familias trabajadoras, esto podría significar la diferencia entre realizar un sueño y enfrentar una angustia continua. La política dice una cosa sobre el avance médico; la realidad de la cobertura del seguro dice otra para muchos. Más allá de los casos actuales de infertilidad, Flannigan sugirió que la técnica de Paterna también podría beneficiar a los niños que se someten a quimioterapia para el tratamiento del cáncer antes de la pubertad.
Las células madre formadoras de espermatozoides están presentes desde el nacimiento. Los pacientes jóvenes con cáncer han tenido la opción de congelar y preservar tejido testicular durante años, pero su trasplante sigue siendo experimental. No se han reportado nacimientos utilizando ese método.
El enfoque de Paterna basado en laboratorio podría ofrecer una ruta más directa para preservar la fertilidad futura de estos supervivientes. Esto expande considerablemente el impacto potencial de la investigación. Otros esfuerzos de investigación en este campo se centran en las células madre pluripotentes inducidas (iPSCs), que son células de piel o sangre reprogramadas a un estado similar al embrionario.
Estas iPSCs pueden luego ser guiadas para convertirse en cualquier tipo de célula, incluyendo espermatozoides u óvulos. Los científicos han creado con éxito espermatozoides y óvulos funcionales a partir de células madre pluripotentes de ratón, lo que ha resultado en descendencia sana. Esta técnica, conocida como gametogénesis in vitro (IVG), teóricamente podría permitir a las parejas del mismo sexo tener hijos biológicos generando gametos a partir de una muestra de piel.
El método de Paterna, por el contrario, comienza directamente con las células madre testiculares existentes. Paterna ha reportado una alta tasa de éxito en la generación de espermatozoides a partir de docenas de muestras de tejido. Las pruebas iniciales indican que los espermatozoides creados en laboratorio parecen “efectivamente idénticos” a los espermatozoides producidos naturalmente.
El procedimiento aún no está listo para su uso en el inicio de embarazos. Para validar sus espermatozoides creados en laboratorio, Paterna creó embriones como prueba inicial. La empresa ahora planea un estudio más amplio y completo que involucre a hombres con infertilidad.
Este estudio implicará la extracción de espermatozoides de su eyaculado o tejido testicular, y el uso del método de Paterna para generar espermatozoides adicionales. La investigación comparará luego las tasas de fertilización entre los espermatozoides extraídos y los creados en laboratorio, y analizará los embriones resultantes en busca de anomalías físicas y genéticas. “Eso nos dirá muchísimo sobre la eficacia y seguridad del enfoque. Nos dirá si hay mutaciones creadas por el proceso in vitro”, enfatizó Pastuszak.
Esta validación cuidadosa es crucial. “Es un gran perjuicio para nuestros pacientes, para la población mundial, no proporcionar a las personas los medios para lograr la familia que desean”, afirmó Dubin, subrayando el desafío social más amplio. Lo que esto significa realmente para su familia es que un avance científico, por prometedor que sea, enfrenta obstáculos significativos antes de que sea ampliamente accesible. El costo de estos tratamientos de vanguardia a menudo los deja fuera del alcance de muchos.
Esta disparidad resalta una tensión persistente entre la innovación médica y el acceso equitativo a la atención médica. Los próximos pasos para Paterna implican avanzar hacia ensayos clínicos para iniciar embarazos, que podrían comenzar tan pronto como el próximo año, si sus estudios de validación arrojan resultados positivos. Los reguladores examinarán de cerca los datos de seguridad y eficacia.
Esté atento a los anuncios sobre estos ensayos en humanos y los hallazgos iniciales de sus estudios exhaustivos. Estos determinarán el ritmo al que esta tecnología pasa de ser un éxito de laboratorio a una solución práctica para las familias que enfrentan la infertilidad. La conversación sobre la cobertura del seguro también se intensificará, determinando quién puede beneficiarse realmente de esta nueva ciencia. - Paterna Biosciences afirma haber cultivado espermatozoides humanos funcionales en un laboratorio a partir de células madre testiculares. - Los espermatozoides cultivados en laboratorio fertilizaron con éxito óvulos, produciendo embriones visiblemente sanos. - Esta tecnología podría ofrecer nuevas opciones para hombres con ausencia completa de espermatozoides, una porción significativa de los casos de infertilidad masculina. - Los altos costos, estimados entre 5.000 y 12.000 dólares, pueden limitar la accesibilidad sin cobertura de seguro.
Por qué es importante
Este desarrollo representa un cambio potencial en cómo se aborda la infertilidad masculina, yendo más allá de la recuperación quirúrgica invasiva de espermatozoides o la dependencia de esperma de donante. Sin embargo, el alto precio significa que su potencial transformador podría limitarse inicialmente a aquellos con recursos financieros significativos o una sólida cobertura de seguro. Esto plantea importantes preguntas sobre la equidad en el acceso a las tecnologías reproductivas avanzadas, preguntas que darán forma al futuro panorama de la atención de la fertilidad para familias de todos los estratos económicos.
Puntos clave
— - Paterna Biosciences afirma haber cultivado espermatozoides humanos funcionales en un laboratorio a partir de células madre testiculares.
— - Los espermatozoides cultivados en laboratorio fertilizaron con éxito óvulos, produciendo embriones visiblemente sanos.
— - Esta tecnología podría ofrecer nuevas opciones para hombres con ausencia completa de espermatozoides, una porción significativa de los casos de infertilidad masculina.
— - Los altos costos, estimados entre 5.000 y 12.000 dólares, pueden limitar la accesibilidad sin cobertura de seguro.
Fuente: Wired
