Durante una sola eyaculación, millones de espermatozoides emprenden su arduo viaje hacia el óvulo. En el camino nos esperan numerosos desafíos. Estos incluyen un ambiente ácido en la vagina, el moco del cuello uterino que puede actuar como barrera o filtro, los muchos giros equivocados dentro del útero y el desafío final de penetrar el óvulo en sí, que está recubierto por una capa protectora llamada zona pelúcida.
Sólo unos pocos cientos de espermatozoides afortunados logran acercarse al óvulo. Pero al final sólo hay un ganador.
Investigadores del Instituto Karolinska de Suecia han logrado un gran avance en la comprensión de cómo se regula con precisión la fertilización en los mamíferos. Descubrieron que inmediatamente después de que el óvulo es fertilizado por un espermatozoide, la capa circundante del óvulo se tensa, actuando como una barrera dura que detiene la entrada de espermatozoides adicionales. Este proceso crítico, detallado por primera vez, previene un estado potencialmente letal para el embrión: la polispermia. En este estado, varios espermatozoides se fusionan con un solo óvulo y pueden hacerlo inviable.
La misteriosa capa de óvulo
El equipo empleó técnicas avanzadas como la cristalografía de rayos X y la microscopía crioelectrónica (crio-EM) para descifrar la estructura tridimensional de las proteínas de la cubierta del óvulo. También utilizaron el programa de inteligencia artificial AlphaFold de Google para predecir la estructura de la capa del óvulo humano, combinándolo con estudios funcionales en ratones para explorar cómo las mutaciones en la proteína ZP2 afectan la fertilidad.
El estudio reveló la estructura y función crucial de una proteína llamada ZP2 dentro de la capa del óvulo. Es la transformación de ZP2 después de la fertilización la que crea una barrera impenetrable contra espermatozoides adicionales, asegurando que solo un espermatozoide pueda fertilizar el óvulo. Este descubrimiento, dirigido por el profesor Luca Jovine del Instituto Karolinska, marca un importante paso adelante en la biología reproductiva.
“Se sabía que ZP2 se escinde después de que el primer espermatozoide ingresa al óvulo, y explicamos cómo este evento hace que la cubierta del óvulo sea más dura e impermeable a otros espermatozoides”, dice Luca Jovine, profesor del Departamento de Biociencias y Nutrición del Instituto Karolinska, quien dirigió el estudio.
Las alteraciones en la capa protectora que rodea al óvulo después de la fertilización juegan un papel vital en la fertilidad femenina. Esta capa protege al embrión durante su desarrollo inicial hasta que se adhiere de forma segura al útero. Esta idea podría conducir al desarrollo de nuevos métodos anticonceptivos que no dependan de hormonas, sino que se dirijan a la formación de esta capa protectora de óvulos. Esto también explicaría algunos casos de infertilidad femenina relacionados con el recubrimiento de óvulos.
“Las mutaciones en los genes que codifican las proteínas de la cubierta del huevo pueden provocar infertilidad femenina y cada vez se descubren más mutaciones de este tipo”, explica Luca Jovine. “Esperamos que nuestro estudio contribuya al diagnóstico de la infertilidad femenina y, posiblemente, a la prevención de embarazos no deseados”.
En un giro inesperado, el equipo descubrió que un segmento de la proteína ZP2, que anteriormente se creía que servía como receptor de los espermatozoides, no es esencial para la unión de los espermatozoides. Esto plantea la pregunta: ¿cuál es entonces el verdadero receptor de esperma en la cubierta del óvulo? Los investigadores suecos planean investigar esto en el futuro.
Los hallazgos aparecieron en la revista Cell.
Fuente: ZME Science.
