Revolucionar la investigación en espermatología, reto del siglo XXI en técnicas de reproducción animal

Los doctores Emilio Espinosa y José Julián Garde pusieron de relieve la necesidad de mejorar la eficacia del semen refrigerado y congelado

Revolucionar la investigación en espermatología, reto del siglo XXI en técnicas de reproducción animal

Encontrar una línea de investigación revolucionaria en espermatología que mejore la eficacia del semen refrigerado y congelado, con un enfoque multidisciplinar que aporte soluciones nuevas para problemas muy antiguos, es el reto del siglo XXI en técnicas de reproducción animal. Esta fue una de las conclusiones de la mesa redonda “Nuevas tecnologías en producción y reproducción animal”, organizada por la Sección de Veterinaria de la Real Academia de Doctores de España (RADE).

Durante la sesión, que presidió el titular de la RADE, Jesús Álvarez Fernández-Represa, el Académico de Número y Presidente de la Sección de Veterinaria, Emilio Espinosa Velázquez, resaltó que ninguna tecnología reproductiva podrá compararse con la importancia e impacto que supuso la domesticación de las especies salvajes iniciada en Oriente Próximo, hace 10.500 años, con la cabra, la oveja, el cerdo, la vaca y el caballo.

La conservación de gametos, la inseminación artificial y el control hormonal del ciclo son biotecnologías reproductivas que se desarrollaron desde el comienzo del siglo XX hasta los años 60,. apuntó el ponente. A partir de 1970 surgieron la transferencia, la congelación y la división de embriones. Diez años después, el sexaje de espermatozoides y de embriones. En 1990 se abrió paso la clonación con células somáticas y, desde 2000, la transgénesis, el Gen Farming y las células madre.

Se centró Espinosa en la producción de embriones in vitro, para describir sus diversas operaciones. En este ámbito, señaló que la microinyección pronuclear fue la primera técnica diseñada para la transferencia de genes, y ha generado con éxito animales transgénicos: ratones, cerdos, ovejas, conejos, ratas, cabras y vacas. En cuanto al diagnostico premplantatorio, afirmó que debería ser únicamente una técnica médica para prevenir enfermedades genéticas, de las que se conocen mas de tres mil, de las que unas trescientas están ligadas al sexo (cromosoma X). “El problema de esta técnica es que se puede utilizar para seleccionar las características del nuevo ser, que es para lo que no debería usarse”, dijo.

Riesgo de empobrecimiento genético

El objetivo zootécnico de la clonación por transferencia de núcleos es obtener un gran número de copias de un individuo de alto valor genético. Esta técnica, indicó Espinosa, supone un cambio radical en la ganadería del futuro, aunque también un preocupante empobrecimiento genético de la población animal, por lo que hay que usarla con cautela. “La diversidad genética entre razas e individuos es una riqueza que debemos proteger, y la clonación puede suponer un riesgo para mantener el suficiente polimorfismo genético de las poblaciones animales”, añadió.

La transgénesis, continuó, permite crear un individuo diferente al de su patrimonio genético por introducción de ADN para mejorar la producción de leche, carne, lana o huevos, aumentar la resistencia a ciertas enfermedades y producir proteínas de alto valor. En cualquier caso, es necesario controlar todos los parámetros fisiológicos susceptibles de ser modificados por la introducción de un transgén, ya que cualquier error podría ocasionar efectos catastróficos en el espacio y el tiempo.

Al hablar del control reproductivo para mejorar la productividad y mencionar el uso de progestágenos, advirtió que, debido a los residuos que dejan en la carne y otros derivados, algunas sustancias de efecto estrogénico, androgénico o gestágeno pueden ser peligrosas para los consumidores y afectar a la calidad de los productos alimenticios de origen animal. Por ello, la UE ha prohibido el uso de estas hormonas en bovinos, ovinos y caprinos, porcinos, équidos, aves de corral, acuicultura, leche, huevos, conejos, caza silvestre, caza de cría y miel.

Problemas sin resolver

Las técnicas de reproducción asistida siguen teniendo sentido en el XXI para producir alimentos seguros, sometidas a requisitos como los marcados por la UE, mientras sean sostenibles y contribuyan al desarrollo y preservación de zonas rurales, razas y productos locales con marca de calidad, así como para conservar especies silvestres, manifestó José Julián Garde López-Brea, Académico Electo de la RADE, que trabaja desde 1990 sobre el espermatozoide y las tecnologías seminales en la Universidad de Castilla-La Mancha, de la que es Vicerrector de Investigación y Política Científica, “porque hay cuestiones sin resolver en este campo”, aseguró.

El objetivo general de estas técnicas es mejorar la eficacia de los procesos tecnológicos aplicados al semen al objeto de mantener su capacidad fecundante en niveles similares a los del semen fresco no manipulado. “Ese es el reto que sigue sin resolverse en la mayoría de especies. En el ovino, la monta natural da una fertilidad por encima del 92 o 93 por ciento, y en inseminación artificial no llega al 50. Y eso, hablando de semen refrigerado, porque el congelado es aún más complicado”, advirtió.

La investigación se centra en estudiar e identificar lesiones y microlesiones producidas en los espermatozoides por las tecnologías espermáticas, así como desarrollar metodologías alternativas que aumenten la fertilidad y disminuyan el daño en los espermatozoides sometidos a distintos procesos tecnológicos, y predecir in vitro la capacidad fecundante del semen, “lo que tendría una importancia económica grande”, subrayó.

Casi setenta años después se sigue trabajando en inseminación artificial, porque la eficacia de la congelación del semen sigue siendo baja en la mayoría de especies, aunque es el método ideal de conservación, porque sobrevive la mitad de las células espermáticas y con su fisiología alterada. La mayor parte de los diluyentes empleados en la conservación seminal contienen sustancias de origen animal o vegetal químicamente indefinidos, cuyos efectos sobre la congelabilidad se ignoran, señaló.

Enfoque multidisciplinar

Otro reto al que se enfrentan estas técnicas lo constituyen las escasas posibilidades reales de predecir la fertilidad de un individuo, y está por resolver el mantenimiento del semen refrigerado vivo en algunas especies, al margen del porcino. Por otro lado, para que la preselección de espermatozoides con el fin de obtener descendencia de uno u otro género mejore su baja tasa de éxito, “debemos superar importantes limitaciones. La primera, el bajo rendimiento de los equipos de separación y, la segunda, los efectos negativos del proceso de separación sobre la capacidad fecundante de los espermatozoides separados”, indicó Garde.

Por todo ello, hay que seguir investigando en espermatología en este siglo. “Para avanzar rápido hay que olvidarse en parte del pasado. Hay que hacer un abordaje distinto, con herramientas distintas y profesionales de diversa formación. Hay que olvidar el empleo de sustancias no definidas o dentro de 50 años estaremos en una situación similar a la actual. En definitiva, hay que dar un enfoque multidisciplinar con soluciones nuevas para problemas muy antiguos”.

Hay que desarrollar nuevos diluyentes y métodos que aumenten la eficacia del sistema, y mejorar los protocolos de congelación para semen sexado, que es el que resulta más dañado en la congelación, según Garde, quien destacó que el semen de cada individuo se comporta de manera distinta, más allá de la generalidad de las especies; y eso no se puede obviar, como se ha hecho hasta ahora. Lo ideal sería identificar por qué hay ‘buenos y malos congeladores”, y desarrollar protocolos específicos. Para eso, sería bueno ver qué diferencias tienen los buenos de los malos. Todo ello para aprender y mejorar los protocolos”.

Diferencias entre buenos y malos congeladores

Se ha encontrado relación entre las dimensiones de los espermatozoides y su congelabilidad, porque congela mejor el semen de los individuos que tienen espermatozoides de menor volumen, debido a equilibrios y reequilibrios osmóticos. Y se ha identificado el ARN mensajero (ácido ribonucleico), que transfiere el código genético, en los espermatozoides, en contra de lo que se pensaba. Esta circunstancia “cambia el panorama, porque se puede hacer un abordaje distinto sobre el problema. La parte novedosa en la que estamos empezando a trabajar es emplear el ARN mensajero de dos grupos distintos, buenos y malos, para ver qué diferencias existen y dónde están”, afirmó.

Para el ponente, las líneas tradicionales de investigación no pueden responder a interrogantes históricos en espermatología, por lo que se necesita una investigación revolucionaría en este campo. La hipótesis de trabajo de Garde y su equipo es que la respuesta a las diferencias entre individuos “buenos” y “malos congeladores” podría estar en los ARNm que contienen los espermatozoides. El análisis de genómica y proteómica en espermatozoides podría revelar los mecanismos responsables de las diferencias entre aquellos que determinan la supervivencia a la congelación, además de identificar diferencias metabólicas y funcionales entre los espermatozoides de machos con diferente fenotipo en congelabilidad espermática. La capacidad para sobrevivir a la congelación puede residir en la célula, en el plasma seminal o en ambos. “Identificar estos mecanismos podría ayudarnos a mejorar la eficacia de los protocolos de congelación seminal”

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