El trabajo, publicado recientemente en la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS)1, ha sido financiado por la Fundación Ramón Areces en el XV Concurso Nacional para Ayudas a la Investigación en Ciencias de la Vida y de la Materia.
En los vertebrados, el proceso de diferenciación de las células germinales a espermatozoides en el testículo (espermatogénesis) está controlado por la hormona estimulante del folículo (FSH, del inglés Follicle Stimulating Hormone) y la hormona luteinizante (LH, del inglés Luteinizing Hormone), las cuales se producen en la glándula pituitaria del cerebro y se liberan al torrente sanguíneo. La FSH y LH ejercen su acción en el testículo mediante la unión a receptores específicos en las células somáticas testiculares, el receptor de FSH en las células de Sertoli, las cuales engloban a las células germinales en los túbulos seminíferos, y el receptor de LH en las células de Leydig intersticiales. De este modo, la FSH regula las funciones de las células de Sertoli, mientras que el receptor de LH media las acciones de esta hormona sobre la producción de esteroides sexuales (andrógenos) en las células de Leydig, los cuales controlan el desarrollo de las células germinales. Así, se cree que la última fase de la espermatogénesis, es decir la transición de las espermátidas haploides a espermatozoides (espermiogénesis), está también controlada indirectamente por la LH a través de andrógenos liberados por las células de Leydig. No obstante, estudios con ratones transgénicos sugieren que la LH podría también actuar directamente sobre las células germinales para inducir la espermiogénesis, pero esta vía no se ha demostrado. Ello es debido en parte a que en mamíferos y anfibios la espermatogénesis completa in vitro sólo se ha obtenido empleando explantes de testículo pero nunca a partir de células germinales aisladas de las células somáticas.
En los peces teleósteos, sin embargo, se pueden obtener espermatozoides fertiles in vitro en ausencia de células somáticas, y por tanto estos organismos ofrecen un modelo experimental excelente para investigar el control endocrino de la espermiogénesis. En el estudio que se publica, los investigadores han empleado el lenguado Senegalés (Solea senegalensis), una especie de pez plano en el cual, a diferencia de los mamíferos y otros peces, el desarrollo de las células germinales es semicístico, es decir, las espermátidas se liberan de las células de Sertoli y se depositan en el lumen de los túbulos seminíferos donde se transforman en espermatozoides. Por tanto, esta especie presenta un modelo natural óptimo para investigar si la LH puede controlar directamente el proceso de la espermiogénesis en las células germinales.
En la primera fase del estudio los investigadores han verificado que en el lumen de los túbulos seminíferos del testículo de lenguado se encuentran tanto espermátidas con el receptor de LH en su superficie así como su ligando, lo que indica que la LH circulante puede alcanzar el compartimento intratubular. Sorprendentemente, se ha encontrado que las células germinales del testículo de especies de peces muy distintas, con espermatogénesis de tipo cístico, como la dorada (Sparus aurata) o el pez cebra (Danio rerio), también presentan el receptor de LH, lo que sugiere que esta característica probablemente se ha conservado durante la evolución de los teleósteos.
Utilizando espermátidas aisladas del lumen de los túbulos seminíferos del testículo de lenguado, mediante técnicas de clasificación de células activadas por fluorescencia (FACS, del inglés Fluorescence-Activated Cell Sorting) y citometría de flujo cuantitativa, el estudio ha demostrado que la activación del receptor de LH en las espermátidas por la hormona recombinante induce su diferenciación a espermatozoides in vitro. Curiosamente la vía de señalización intracelular activada por el receptor en las espermátidas es el mismo que ocurre en las células de Leydig, pero en este caso este mecanismo inicia la transcripción de genes en las células relacionados con la función de los espermatozoides. Estos hallazgos revelan por tanto un nuevo papel de la hormona LH en las células germinales de vertebrados, en el cual una cascada de señalización celular activada por el receptor hormonal en las espermátidas haploides dirige la expresión génica y la progresión de la espermiogénesis.
Este descubrimiento establece un nuevo mecanismo hasta ahora desconocido en el control endocrino de la espermatogénesis de vertebrados, y abre nuevas vías de investigación de las causas de la infertilidad masculina en lenguados cultivados, lo cual sigue siendo uno de los problemas todavía no solventados para el desarrollo sostenible de la acuicultura de esta especie.
Para saber más: http://www.pnas.org/
