Científicos encuentran la forma de elegir el sexo de la descendencia

El experimento, llevado a cabo exitosamente con ratones, se basa en separar el esperma. Podría servir para humanos.

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Sarah Romero

Científicos han revelado que una nueva técnica de separación de esperma podría algún día permitir a los futuros padres sometidos a fecundación in vitro elegir si tienen un niño o una niña antes de la fertilización.

Y es que un equipo de investigadores japoneses ha publicado en la revista PloS Biologyun nuevo método que les permite separar los espermatozoides de los ratones con un cromosoma X de los que tienen un cromosoma Y, lo que significa que los espermatozoides pueden seleccionarse en función de si producirán descendencia femenina (XX) o masculina (XY) para fertilizar un óvulo.

Los expertos exponen que hicieron su descubrimiento como parte de un proyecto para descubrir y comprender las diferencias entre los espermatozoides que transportan un cromosoma X o un cromosoma Y, y señalan que el primero lleva muchos más genes que el segundo.

"Este es el primer estudio que muestra científicamente las diferencias funcionales, es decir, la capacidad de fertilización, entre el esperma X y el esperma Y", aclara Masayuki Shimada, coautor de la investigación de la Universidad de Hiroshima.

Según exponen, su trabajo también podría resultar útil en la agricultura. "En una granja lechera, el valor de una vaca lechera hembra es mucho mayor que el macho, porque la leche solo es producida por vacas hembras", comenta Shimada. "En el caso de la producción de carne de res, la velocidad de crecimiento es mucho mayor en los machos después de la castración que en las hembras".

Si bien ya existen métodos como la citometría de flujo que se pueden usar para clasificar los espermatozoides, estos se basan en el tamaño relativo de los cromosomas X e Y y son caros. Por el contrario, los últimos hallazgos se basan en las diferencias en el movimiento de los dos tipos de esperma, lo que el equipo sugiere que puede ser una técnica más barata y más simple.

Los científicos explotaron el hecho de que los cromosomas X tienen muchos más genes que los cromosomas Y, por lo que pueden producir un rango diferente de proteínas, incluidos ciertos receptores que pueden unirse a sustancias específicas. El equipo se centró en dos de estos receptores, llamados TLR7 y TLR8. Ambos se unen a un medicamento llamado Resiquimod, un agente antiviral y antitumoral. Descubrieron que cuando exponían los espermatozoides de los ratones a una solución que contenía este medicamento, se suprimía la velocidad de algunos de los espermatozoides. La droga también redujo el porcentaje de esperma que, cuando se colocaba en un tubo de ensayo, nadaba hacia una capa rica en nutrientes.

Como se esperaba, el fármaco estaba afectando específicamente a los espermatozoides que portaban un cromosoma X; el proceso no dañó a los espermatozoides ni su capacidad de fusionarse con un óvulo. De esta manera, este método podría usarse para distorsionar las probabilidades de descendencia masculina y femenina en ratones, pensaron.

Al probar su teoría con roedores, el 83% de las crías de ratón eran machos. Cuando las muestras enriquecidas en esperma del cromosoma X se utilizaron para la fertilización, la mayoría de los embriones eran XX y más del 80% de los cachorros nacidos eran hembras.

Shimada dijo que el proceso puede ser aplicable a humanos y otras especies si se descubre que los receptores están presentes en los espermatozoides humanos. El equipo reconoce que la posibilidad de utilizar la técnica en humanos conlleva problemas éticos, aunque estos no son nuevos.

Reacciones de expertos

El profesor Robin Lovell-Badge, experto en biología del desarrollo del Instituto Francis Crick de Londres, dijo que la investigación podría resultar muy útil si se observan efectos similares en animales de granja. Agregó que también puede ayudar a resolver el enigma de por qué, incluso en la naturaleza, la proporción de sexos en algunos mamíferos se aleja del 50:50 bajo ciertas condiciones ambientales, y señala que hay evidencia de que en los humanos el estrés puede tener ese efecto.

"Si bien los ratones que nacieron después de la clasificación de los espermatozoides aparentemente parecían normales, sería esencial verificar que no hubiera efectos a largo plazo al activar estos receptores antes de la fertilización. En otras palabras, no intentes esto en casa en un intento de sesgar la probabilidad de tener un niño o una niña".

James Turner, quien dirige el laboratorio de biología del cromosoma sexual en el Instituto Francis Crick y que no participó en el estudio, comentó:

“Los espermatozoides X e Y transportan cromosomas sexuales diferentes, pero deben compartir las proteínas producidas por estos cromosomas para desarrollarse normalmente. Este intercambio significa que no se han encontrado marcadores específicos de esperma X o Y, lo que a su vez ha obstaculizado los intentos de esperma sexual. Los autores informan que las proteínas TLR del cromosoma X escapan a la regla de compartir, se encuentran solo en los espermatozoides X, y explotan experimentalmente la biología de TLR para aislar X- de los espermatozoides Y y generar camadas de ratones que son predominantemente de un sexo. El descubrimiento de una proteína que solo marca espermatozoides X es realmente sorprendente, por lo que la principal prioridad será reproducir este hallazgo y comprender por qué esta proteína es la excepción a la regla. No está claro si la proteína TLR escapa a la regla de compartir en otros animales. Resolver este punto sería esencial antes de que la técnica pudiera aplicarse en otros entornos, por ejemplo, en la industria de las vacas lecheras, donde se requiere un exceso de hembras".

Allan Pacey, profesor de andrología de la Universidad de Sheffield, dijo:

"Ha habido muchos intentos a lo largo de los años para desarrollar técnicas para separar los espermatozoides que contienen cromosomas X del Y y así influir en el sexo de los animales de granja (con fines comerciales) o humanos (por razones sociales). También sabemos que la naturaleza es bastante ingeniosa en cómo puede influir en el sexo de la descendencia nacida en respuesta a condiciones ambientales o sociales específicas. Sin embargo, hasta la fecha, el mecanismo por el cual lo hace es poco conocido. Por lo tanto, este documento es muy interesante porque destaca las diferencias fisiológicas inherentes entre los espermatozoides con cromosoma X e Y en el laboratorio. Los experimentos reportados son muy elegantes y muestran que al manipular solo dos moléculas en la superficie de los espermatozoides es posible cambiar drásticamente la velocidad a la que los espermatozoides con X o Y pueden nadar. Los autores proponen que esto funciona alterando la cantidad de energía que producen los dos tipos de esperma. Esto a su vez permite recolectar poblaciones enriquecidas de espermatozoides con X o Y que, cuando se usan en la FIV, pueden sesgar la proporción de crías de ratones machos y hembras nacidos".

"Sin embargo, hasta la fecha, los experimentos solo se han realizado en el esperma de ratones de laboratorio y no sabemos si este efecto se vería en el esperma de otros animales, como el ganado (donde la producción de más hembras es importante para los rebaños lecheros) ) o en humanos donde los padres podrían desear un hijo de un sexo específico. Sin embargo, los datos sugieren que los espermatozoides son células mucho más complejas de las que hemos conocido anteriormente y que todavía tenemos mucho más que aprender sobre ellas ", concluye el experto.

Referencia: Takashi Umehara, Natsumi Tsujita, Masayuki Shimada. 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, 2019; 17 (8): e3000398 DOI: 10.1371/journal.pbio.3000398

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