Menos esperma, menor vigor: descubren un cambio en el comportamiento reproductivo de los peces

Científicos del CONICET en el Instituto Tecnológico de Chascomús (INTECH, CONICET-UNSAM) acaban de publicar un artículo en la revista eLife Science en el que dan cuenta de un cambio en el comportamiento reproductivo de los peces tras desactivar la acción de un gen clave en la proliferación de las células germinales de los órganos sexuales que dan como resultado los espermatozoides y óvulos. El estudio se centró en el pez japonés medaka, que suele utilizarse como modelo de estudio ya que su funcionamiento sexual permite extrapolar resultados a otras especies.

El estudio fue realizado por miembros del Laboratorio de Biología del Desarrollo del INTECH, donde, entre otras cosas, se centran en el análisis de los mecanismos moleculares involucrados en el desarrollo de testículos y ovarios de distintas especies. “Es un proceso que comienza muy temprano, en estadios embrionarios. El correcto desarrollo de esas gónadas o glándulas genitales va a determinar que los individuos tengan mayor o menor éxito en su etapa reproductiva, y cualquier alteración o problema que presenten en este período tendrá repercusiones en la adultez”, comenta Juan I. Fernandino, investigador del CONICET en el INTECH y director del grupo.

“La proliferación de las células germinales durante la etapa embrionaria está muy controlada: un número menor de ellas en los estadios iniciales hará que el adulto pueda ser subfértil o infértil, y una proliferación desmedida puede provocar un cáncer testicular o de ovarios”, resalta el investigador, y agrega: “Hasta el momento no se conocía mucho sobre los reguladores de esa proliferación, por lo que nos propusimos trabajar sobre una familia de genes de los que se conoce su capacidad antiproliferativa, es decir que evitan la proliferación desmedida, para ver cuál de esos podía llegar a regular ese proceso”.

Los científicos trabajaron en embriones de peces (en esa etapa, cinco o seis días después de la fertilización, miden menos de un milímetro) y se centraron en la acción de un gen en particular, el ndrg1, al que “noquearon”, es decir provocaron la pérdida de sus funciones para ver el efecto que eso tenía. “Vimos que, efectivamente, en estadios embrionarios y larvales tanto en hembras como en machos era importante para la proliferación de las células germinales, ya que al desactivarlo ese proceso no se daba. Como sabemos que los problemas en el desarrollo embrionario repercuten en los adultos, el siguiente paso fue evaluar en estos cómo afectaba la reproducción”, dice Fernandino.

Un cortejo con “menos onda”

Los investigadores hicieron distintos entrecruzamientos entre machos y hembras normales y con el gen desactivado, y los primeros resultados fueron los esperados: las hembras mutadas que tenían menos producción de células germinales ponían menor cantidad de huevos, y los machos mutados, al tener una menor cantidad de espermatozoides, fecundaban menos huevos. “Pero una cosa que nos llamó mucho la atención fue que en la cruza con machos modificados, las hembras normales ponían menos huevos. Eso era raro”, subraya el investigador.

Según explica, el cortejo reproductivo que realizan los peces está bien estudiado y se conoce en detalle el proceso y los movimientos que los machos realizan antes y durante la estimulación de la hembra. “En este caso, los machos veían afectado su comportamiento reproductivo, y no estimulaban a la hembra para que produzca la cantidad normal de huevos. Cuantificamos ese comportamiento y pudimos comprobar que la parte regulada por lo cerebral funcionaba bien, porque este gen sólo se expresa en la gónada, pero al momento de aparearse, digamos, le ponían menos onda”, comenta para graficar la merma en el vigor reproductivo que, por ende, generaba que las hembras tuvieran la mitad de los huevos.

“De alguna manera, los testículos del animal censan que tienen menos espermatozoides, y por eso no terminan haciendo la estimulación correcta. Lo novedoso del estudio es esto, comprobar que la disminución del número de espermatozoides cambia el comportamiento reproductivo de los machos”, destaca.

Como se dijo, el pez medaka es un modelo de estudio muy común debido a que su funcionamiento reproductivo es muy similar, y por tanto extrapolable, al de otras especies. De hecho, el gen estudiado está presente también en los seres humanos, por ejemplo. Uno de los puntos de interés a analizar es el efecto del cambio climático en la reproducción: “Se sabe que la temperatura afecta distintos procesos como la proliferación de las células germinales, y que está cambiando los períodos reproductivos de las especies acuáticas. Resta saber si también afectan el comportamiento reproductivo”, comenta Fernandino para finalizar.

Por Marcelo Gisande.

Referencia bibliográfica:

Padilla, L. F. A., Castañeda-Cortés, D. C., Rosa, I. F., Acosta, O. D. M., Hattori, R. S., Nóbrega, R. H., & Fernandino, J. I. (2021). Cystic proliferation of germline stem cells is necessary to reproductive success and normal mating behavior in medaka. Elife, 10, e62757.

Sobre investigación:

Luisa Arias Padilla. Becaria. INTECH.

Diana Castañeda-Cortés. Universidad Estatal Paulista (UNESP), Brasil.

Ivana Rosa. Universidad Estatal Paulista (UNESP), Brasil.

Omar Moreno Acosta. ATPA/SAA, Brasil.

Ricardo Hattori. Universidad Estatal Paulista (UNESP), Brasil.

Rafael Nóbrega. Universidad Estatal Paulista (UNESP), Brasil.

Juan I. Fernandino. Investigador independiente. INTECH.