Julián Garde, experto en biotecnología espermática, nuevo Académico de Número de la RADE

Catedrático de la Universidad de Castilla-La Mancha, su principal actividad investigadora en los últimos años se ha centrado en la gestión y conservación del ciervo

Julián Garde, experto en biotecnología espermática, nuevo Académico de Número de la RADE

Un nuevo método de inseminación artificial en ciervas con semen de machos que llevaban muertos cuatro días, con una fertilidad al parto del 60 por ciento; la obtención por inseminación artificial del primer ejemplar de una especie de gacela en peligro de extinción empleando semen descongelado; la técnica de sexado de semen congelado e inseminación artificial en ciervos, con tasas de machos nacidos superiores al 93 por ciento, cuando el ratio natural es cercano al 53, o demostrar que los machos de ciervo más fértiles generan una mayor proporción de machos, al contrario que los menos fértiles, son algunas aportaciones del nuevo Académico de Número de la Sección de Veterinaria, de la Real Academia de Doctores de España (RADE), Julián Garde López-Brea, que ha tomado posesión de su plaza con la medalla 60 de la corporación.

El titular de la RADE, Jesús Álvarez Fernández-Represa, acompañado del Secretario de Estado de Educación, Formación Profesional y Universidades, del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte, Marcial Marín Hellín, y otros cargos de la corporación, presidió el acto solemne, al que asistieron la Viceconsejera de Educación, Universidades e Investigación, del Gobierno autonómico de Castilla-La Mancha, María Dolores López Sanz, y otras autoridades administrativas y académicas. En nombre de la RADE, el encargado de contestar el discurso de ingreso, Nuevos y antiguos retos de la espermatología veterinaria, fue el doctor Arturo Ramón Anadón Navarro, de la misma sección que el recipiendario.

Biología y tecnología seminal han experimentado una revolución gracias a los avances que ha supuesto la aplicación de técnicas moleculares, afirmó el nuevo académico, “hecho que ha permitido adoptar nuevos enfoques en temas básicos, así como el desarrollo de nuevas biotecnologías”, entre las que citó, como de mayor potencial, la criopreservación y el sexado de espermatozoides, “ambas con aplicaciones de gran alcance para la producción animal en especies de interés económico, la conservación de la biodiversidad y la salud animal y humana”.

El mayor esfuerzo investigador del doctor Garde en los últimos quince años se han centrado en el estudio y aplicación de la biotecnología espermática a la gestión y conservación de especies silvestres de mamífero y, en concreto, del ciervo; con la particularidad de que los hallazgos encontrados durante el estudio de los parámetros espermáticos de las poblaciones naturales de esta especie han tenido una enorme importancia para la identificación de mecanismos reproductivos básicos que no habían sido identificados en especies ganaderas o en la humana.

Técnicas dañosas para el espermatozoide

Algunos resultados del trabajo de Garde han sido fruto de la colaboración de su grupo de investigación en la Universidad de Castilla-La Mancha y otros cuatro equipos nacionales: el de Ecología y Biología Reproductivas, del Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC), del doctor Roldan; el de Técnicas de Reproducción Asistida de la Universidad de León, del doctor Anel; el de Reproducción Animal de la Universidad de Murcia, del doctor Martínez; y el de Espermatología y Criopreservación del INIA, del doctor Santiago-Moreno.

Refrigeración, congelación, sexado y enriquecimiento de los espermatozoides son algunas técnicas de gran alcance en la conservación de la biodiversidad animal y la producción y mejora genética en especies de interés económico. Pero, apuntó el recipiendario, todas producen daños en los espermatozoides que afectan a sus propiedades y comprometen el proceso reproductivo. Existe, además, gran variedad de biotecnologías reproductivas que emplean espermatozoides, como la obtención y congelación de semen, la inseminación artificial y la fecundación in vitro.

También es posible obtener espermatozoides viables y descendencia viva a partir de animales muertos, señaló, extraídos del epidídimo hasta más de cuatro días después de la muerte, como lo ha demostrado con su equipo, una opción muy ventajosa para conservar material genético de especies muy amenazadas, como el lince ibérico; o para disponer de una buena representación de germoplasma de especies de las que se obtienen muestras procedentes de la actividad cinegética, como el ciervo ibérico.

La congelación del material espermático tiene muchas ventajas y permite el intercambio de material genético entre individuos muy alejados geográficamente, lo que disminuye la consanguinidad en poblaciones fragmentadas de especies en peligro de extinción. Sin embargo, añadió Garde, la criopreservación no es un procedimiento exitoso en todas las especies. En rumiantes es más compleja por sus características bioquímicas y morfológicas, y su uso con inseminación artificial se ha desarrollado en la mayoría de especies domésticas, y menos en silvestres.

Al repasar las diversas técnicas, con sus beneficios e inconvenientes, mencionó el recipiendario que la fecundación in vitro es más ventajosa que otras biotecnologías reproductivas, porque, entre otras cosas, permite la fecundación de gametos congelados. Esta técnica está bastante desarrollada en bovino, pero tiene un progreso más lento en el resto de especies domésticas y es muy poco satisfactorio en la equina.

Incógnitas resueltas

Estudiar poblaciones naturales de ciervo ha permitido a Garde y su equipo dar respuesta a algunas incógnitas, que han contribuido a un mejor conocimiento de algunos mecanismos de espermatología básica desconocidos hasta el momento, manifestó el orador, como la determinación de las características espermáticas determinantes de la fertilidad masculina; lo que no fue posible en otros estudios, ni con animales domésticos ni con pacientes de clínicas de reproducción asistida, probablemente porque no tienen el grado de variabilidad encontrado en las poblaciones naturales. En sus investigaciones, Garde y su equipo comprobaron grandes diferencias de fertilidad entre los venados muestreados, del 75 a un 20 por ciento. El análisis conjunto de las tasas de fertilidad y de los datos de calidad espermática de los venados estudiados reveló que los machos más fértiles presentaban espermatozoides más rápidos y con menores porcentajes de anomalías morfológicas, lo que evidenció que la fertilidad de los machos depende fundamentalmente de dos características de sus espermatozoides: la velocidad a la que nadan y la tasa de integridad morfológica. Este descubrimiento se publicó en la revista Science, conjuntamente con el grupo del doctor Roldán.

Estudios anteriores habían demostrado que el tamaño de la cuerna está relacionado con el número de descendientes de un macho. Pero Garde planteó una nueva hipótesis: que la función principal de los caracteres sexuales secundarios es señalizar la fertilidad del macho. Los resultados indicaron que los machos con cuernas de mayor tamaño y complejidad tenían testículos más grandes en relación al volumen corporal y espermatozoides que nadan a mayor velocidad. De lo que se concluye que la información que transmite la cuerna podría servir para que las hembras “elijan” aparearse con los machos más fértiles; aunque queda por resolver cómo llevan a cabo esta selección. Esta evidencia pone de manifiesto, según Garde, que la relación entre tamaño de cuerna y número de crías podría no deberse exclusivamente a la capacidad de los machos con cuernas más grandes para ganar las peleas, sino también a que son más fértiles y, posiblemente, más pretendidos por las hembras.

Utilizando inseminación artificial, Garde y su equipo han demostrado también que los machos de ciervo más fértiles generan una proporción significativamente mayor de machos en su descendencia, mientras que los menos fértiles producen una mayor proporción de hembras, sin que se sepa qué mecanismos permiten a los machos sesgar la proporción de crías hacia un sexo determinado.

Para resolver los problemas que plantean los procesos tecnológicos aplicados al semen, y que la espermatología afronte con éxito los retos que le presenta el siglo XXI, el nuevo académico de la RADE propuso una nueva línea de investigación para desarrollar una metodología innovadora que identifique donde residen las diferencias en congelabilidad y/o fertilidad entre individuos de una misma especie, a partir de la hipótesis de que las diferencias entre individuos “buenos” y “malos congeladores” de semen, podría radicar en los ARN (ácidos ribonucleicos) de sus espermatozoides. “Empleando microarrays, utilizando ARNm (ARN mensajero) espermático, combinado con estudios de proteómica, dentro del marco de este nuevo enfoque, perseguimos profundizar en el conocimiento de la influencia del factor individual sobre la resistencia de los espermatozoides a la congelación. Con estos estudios de genómica de ARNm espermático pretendemos identificar donde residen las diferencias metabólicas y funcionales entre espermatozoides de machos con distinto fenotipo (congelabilidad espermática)”, agregó. Así se podrán mejorar los protocolos de congelación espermática con una base fisiológica y no basados solamente en el método de ensayo/error, utilizado hasta ahora. Esta investigación se hará con semen de ovino, añadió, por las grandes diferencias individuales en congelabilidad que presenta, y porque la mayor parte de razas con las que se puede trabajar se han seleccionado por la producción de leche y no por parámetros de fertilidad.

Investigador prolífico

Nacido en Madrid, en 1966, Julián Garde López-Brea es catedrático de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos y de Montes, de la Universidad de Castilla-La Mancha, de la que es Vicerrector de Investigación y Política Científica, además de miembro de número de la Real Academia de Ciencias Veterinarias de España, desde 2006. Se licenció en Veterinaria, en 1989, en la Complutense, donde se doctoró en 1993. Ha impartido también docencia en la Facultad de Farmacia de Albacete y, de 2003 a 2004, ocupó la dirección del Instituto de Investigación en Recursos Cinegéticos, después de haber ejercido como Vicedirector desde 1999. Desarrolló su tesis doctoral, Congelación de semen en la especie ovina: Características biológicas de las dosis descongeladas, en el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA). Ha sido profesor invitado en las universidades argentinas Nacional de Comahue y de la Pampa.

Adquirió experiencia en biología molecular y capacitación espermática en centros nacionales e internacionales, como el Babraham Institute (Reino Unido). En 1999, fundó el laboratorio de biología de la reproducción de la Universidad de Castilla-La Mancha, y es responsable del área de reproducción del grupo de investigación en la materia. Desde 1999 es también investigador del Instituto de Investigación en Recursos Cinegéticos, centro conjunto de la universidad, el CSIC y la Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha.

Es miembro de la Society for the Study of Reproduction y de la American Society of Andrology. Tiene el Premio Joven Investigador “Luisa Sigea de Velasco” (2001). Ha sido vocal asesor del Comité de Tecnologías Mecánicas y de la Producción, de la Comisión Nacional Evaluadora de la Actividad Investigadora en 2011 y 2012, que presidió en 2013, y vocal del área de ganadería de la Agencia Nacional de Evaluación y Prospectiva (ANEP) de 2006 a 2009. Cuenta con cuatro sexenios de investigación y es autor de más de 125 publicaciones en revistas internacionales recogidas en el Science Citation Index, y de 25 capítulos en libros. Ha presentado más de 190 contribuciones a congresos nacionales e internacionales, e impartido más de ochenta conferencias y cursos. Ha tutorizado a nueve estudiantes en programas internacionales con Venezuela, Perú, Argentina, Argelia y Alemania. Ha dirigido catorce tesis doctorales y dieciséis proyectos fin de carrera sobre oveja de raza manchega, muflón y ciervos. Ha sido investigador principal en veinticuatro proyectos de investigación de financiación pública europeos, nacionales y regionales, y ha logrado dieciséis contratos de I+D competitivos cofinanciados con empresas privadas, CDTI y Fondo Tecnológico.

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