Estudio de la mucina muc1 en el espermatozoide humano y su relación con la infertilidad masculina

Resumen

La infertilidad es un problema de salud pública que concierne a ambos miembros de la pareja. Para determinar que miembro de la pareja tiene problemas para concebir se les debe someter a examen. En el caso del varón se le hace un análisis de semen donde se evalúa una serie de parámetros y se comparan con unos valores de referencia según criterios de la OMS. Sin embargo, varones con parámetros normales, en ocasiones no son capaces de producir un embarazo y varones con parámetros alterados si. Esto implica que se necesitan nuevos marcadores (principalmente moleculares) con mayor valor diagnóstico. En este trabajo se ha estudiado la mucina MUC1 que es una glicoproteína transmembrana cuya principal función es la de evitar la adhesión entre células. Ha sido descrita en ambos tractos reproductivos y demostrada su implicación en el proceso reproductivo. Su expresión en el moco cervical facilitaría la selección de los espermatozoides con mejor movilidad y su expresión en el testículo facilitaría la correcta espermatogénesis y la correcta escisión de los gametos en la luz del túbulo seminífero. No obstante, no ha sido descrita en el espermatozoide. La hipótesis de partida ha sido que MUC1 en el testículo humano se expresa en las células del epitelio germinal y los niveles de proteína y mRNA de MUC1 se mantienen en el espermatozoide y debe estar implicado en algún punto del proceso reproductivo y/o puede estar correlacionado con los parámetros seminales o embrionarios. MEMORIA y RESULTADOS El objetivo general de este trabajo de tesis doctoral ha sido: Investigar la presencia e implicación de MUC1 en el proceso reproductivo como parte del factor masculino. Y los objetivos específicos: 1. En la primera fase del proyecto, se ha caracterizado la expresión de MUC1 en testículos humanos con distintas patologías (espermatogénesis completa, espermatogénesis detenida, sin células de la línea germinal y testículos desestructurados). Y determinar si el espermatozoide mantenía la expresión. Los resultados demostraron que cuanto más completa era la espermatogénesis mayor cantidad de MUC1 existía en el testículo. En testículos sin células de la línea germinal (síndrome de solo células de Sertoli e hialinosis testicular) no existía expresión. Concluyendo que MUC1 solo lo expresan las células germinales. Además se ha visto que el espermatozoide presenta el ARNm y la proteína. 2. Después se planteó la posibilidad de que la expresión de MUC1 estuviese correlacionada con alguno de los parámetros seminales básicos. Los resultados fueron que MUC1 no se correlacionaba con ningún parámetro seminal básico, aunque a mayor cantidad de MUC1 mejor se capacitaban los espermatozoides, parecían estar menos pegados. 3. Al no correlacionarse con ningún otro parámetro podría ser un nuevo parámetro a tener en cuenta, pero tenía que demostrar que su expresión diferencial a nivel proteico y de mensajero se correlacionaba con infertilidad. Para ello se estudió un grupo de pacientes infértiles y se comparó con los resultados obtenidos en el grupo de donantes de fertilidad probada. No existen diferencias entre pacientes infértiles y donantes con fertilidad probada para la cantidad relativa de MUC1. No obstante, los donantes si que presentaban un porcentaje superior de espermatozoides positivos para MUC1 al que presentaban los pacientes (95.8% frente a 91.6%, p-valor<0,01). En el caso de ARNm no había ninguna diferencia estadísticamente significativa. 4. En la última fase, se estudió la posible correlación entre la cantidad de MUC1 en el espermatozoide humano y las tasas de fecundación obtenidas en las técnicas de reproducción asistida y con la calidad de los embriones que producen. Se normalizó el factor femenino usando un modelo de donación de ovocitos. Además, se comprobó si existían diferencias de expresión de MUC1 entre pacientes y se correlacionaban con las diferencias en los resultados de gestación. Se vio que no existía correlación entre la expresión de MUC1 en el espermatozoide y las tasas de fecundación obtenidas. Tampoco hubo correlación con ninguno de los parámetros de calidad embrionaria hasta día 6. Y en el estudio de correlación con la consecución de embarazo el resultado fue que no existían diferencias entre los espermatozoides de los pacientes que lo habían conseguido y los que no. DISCUSIÓN En la búsqueda de nuevos marcadores moleculares de la fertilidad en el varón, este trabajo se ha centrado en MUC1 con interesantes observaciones. Los resultados han puesto de manifiesto que el testículo humano expresa este gen en mayor medida cuanto más completa está la espermatogénesis y el espermatozoide presenta MUC1 tanto a nivel de proteína en la superficie celular como a nivel de mensajero, siendo la primera vez que se describe en este gameto. La correlación positiva entre MUC1 y la concentración de espermatozoides recuperados en la capacitación concuerda con la propiedad anti-adhesiva de esta molécula. Los espermatozoides con más MUC1 sometidos a centrifugación no se agregarían entre ellos por el espacio que deja MUC1 entre membranas (unos 500 nm) y los efectos esféricos ejercidos y capacitarían mejor. Esto confirmaría en espermatozoide la propiedad principal de esta molécula, la de antiadhesión. Además, la función antiadhesíva en estas células es de gran importancia para evitar agregaciones entre ellos y/o con los epitelios de los tractos reproductivos y no podrían encontrar al ovocito y fecundarlo. De hecho, la migración de células (como los espermatozoides) dependen de moléculas que se expresan en la membrana celular. Se entiende pues que MUC1 podría tener un papel a nivel de proteína en el proceso de desplazamiento hasta el ovocito para evitar adhesión a los epitelios y/o agregación entre espermatozoides. Por otra parte, los mRNA espermáticos son parte de la contribución paterna. MUC1 en el espermatozoide podría ser un aporte extra para el ovocito fertilizado y reforzar así la presencia de esta proteína en el embrión pre-implantacional para que una vez expresada ejerciese su función en este. Sin embargo se ha encontrado que no existen diferencias de expresión entre pacientes infértiles y donantes fértiles, ni correlación entre calidad embrionaria y MUC1 en el espermatozoide. Aunque, esta molécula podría tener su importancia en el proceso reproductivo en el varón en un segundo plano. Clínicamente, MUC1 es útil porque los espermatozoides con mayor expresión capacitan mejor. Como conclusión final, la investigación para encontrar marcadores moleculares más afinados en el diagnóstico clínico del factor masculino debe continuar.