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Ejemplos de las diferentes etapas de los ovocitos humanos utilizados en este estudio (Foto: Eugin).
 28.04.2021

El envejecimiento de la mujer afecta a la etapa crítica final de la maduración de los óvulos

La fertilidad de las mujeres se ve afectada negativamente por la edad a través de la alteración de los niveles de ARN, que a la vez alteran la función de genes involucrados en vías biológicas clave durante la última etapa de maduración de los ovocitos. Estas son las conclusiones de un estudio conjunto entre investigadores de dos centros ubicados en el Parc Científic de Barcelona -el laboratorio de la Dra. Rita Vassena en el Centro de Investigación Básica de Eugin, y el grupo de Genómica de Células Individuales, liderado por el Dr. Holger Heyn en el Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG)– y el equipo de Bernhard Payer del Centro de Regulación Genómica (CRG).

La fertilidad de las mujeres generalmente disminuye con la edad. Una de las principales razones de esto se debe al agotamiento de las reservas ováricas, ya que las mujeres nacen con todos los ovocitos que tendrán a lo largo de su vida, y a partir de los cuales se desarrollarán óvulos maduros. Otra razón es que la calidad de los óvulos disminuye con la edad, lo que se cree que es una de las principales razones por las cuales las tasas más altas de infertilidad se dan pasados los 35 años. El sobrepeso o el bajo peso también están asociados con una mala calidad de los ovocitos y resultados reproductivos.

El equipo de investigadores que llevó a cabo el estudio, publicado hoy en la revista Aging Cell, secuenció las moléculas de ARN, también conocidas como el transcriptoma, dentro de los ovocitos, para comprender qué genes se ven afectados en su actividad por la edad. Tras realizar la secuenciación de células individuales para analizar el transcriptoma de 72 ovocitos individuales de 37 donantes de entre 18 y 43 años, descubrieron que la cantidad de transcripciones de genes involucrados en la segregación cromosómica y el procesamiento del ARN aumentaba progresivamente con la edad, mientras que la cantidad de transcripciones relacionadas con el metabolismo mitocondrial disminuía.

Los cambios en el transcriptoma relacionados con la edad solo ocurrieron cuando los óvulos alcanzaron su etapa final de desarrollo durante la maduración in vitro. El transcriptoma se vio menos afectado por la edad en los óvulos inmaduros. Según el equipo científico, los hallazgos sugieren que la edad puede influir en la capacidad de un ovocito para procesar productos genéticos críticos para los últimos pasos de su desarrollo.

Otros análisis revelaron una posible serie de genes reguladores maestros, que se ven afectados por la edad. Estos genes son los que ocupan la cima de la jerarquía reguladora. Futuras investigaciones podrán determinar si estos genes juegan un papel crítico en el envejecimiento de los ovocitos.

«Mostramos que la edad tiene un efecto en el último paso de la maduración de los ovocitos, una etapa fundamental para la reproducción porque proporciona el material que los nuevos embriones necesitan para desarrollarse normalmente y sobrevivir», dice Bernhard Payer, Profesor AXA de Predicción de Riesgo en Enfermedades Relacionadas con la Edad, jefe de grupo en el CRG y coautor del estudio. «Lo que aún no sabemos es cuáles de estos cambios son simplemente una consecuencia del proceso de envejecimiento y cuáles pueden contribuir directamente a la disminución de la calidad de los ovocitos con la edad».

Según Holger Heyn, líder de grupo de Genómica de Células Individuales del Centro Nacional de Análisis Genómico, parte del CRG, “nuestras tecnologías de secuenciación para analizar las células individuales son extremadamente poderosas y describen hasta las diferencias más sutiles entre las células. Esto ha sido particularmente importante a la hora de analizar el impacto del envejecimiento en los ovocitos. Este trabajo es un gran ejemplo del poder de la ciencia interdisciplinaria. Unir la experiencia clínica con perfiles celulares de alta resolución y la biología computacional avanzada ha sido clave para el éxito del estudio».

El equipo científico también utilizó información sobre el peso y la altura de las donantes para evaluar el impacto del índice de masa corporal (IMC) en el transcriptoma. A diferencia de la edad, el IMC anormal afectó principalmente al transcriptoma de los ovocitos inmaduros. Según los autores, el hallazgo sugiere que la disminución de la fertilidad causada por la edad podría tener diferentes mecanismos fundamentales que la causada por un IMC anormal.

Los autores concluyen que, aunque se requieren más estudios, sus hallazgos pueden resultar en el futuro desarrollo de nuevas herramientas de diagnóstico para evaluar mejor la calidad de los ovocitos para su uso en la medicina reproductiva, así como en posibles tratamientos farmacológicos que modulen las vías afectadas para rejuvenecer los ovocitos envejecidos.

» Artículo de referencia: Llonch S, Barragán M, Nieto P, et al. Single human oocyte transcriptome analysis reveals distinct maturation stage-dependent pathways impacted by age. Aging Cell. DOI: https://doi.org/10.1111/acel.13360