Un nuevo «atlas» del ovario humano proporciona información que podría conducir a tratamientos que restablezcan la producción de hormonas ováricas y la capacidad de tener hijos biológicamente relacionados, según ingenieros de la Universidad de Michigan.
Esta comprensión más profunda del ovario significa que los investigadores podrían crear ovarios artificiales en el laboratorio utilizando tejidos almacenados y congelados antes de la exposición a tratamientos médicos tóxicos como la quimioterapia y la radiación. Actualmente, los cirujanos pueden implantar tejido ovárico previamente congelado para restaurar temporalmente la producción de hormonas y óvulos. Sin embargo, esto no funciona por mucho tiempo porque muy pocos folículos (las estructuras que producen hormonas y transportan óvulos) sobreviven a través de la reimplantación, dicen los investigadores.
El nuevo atlas revela los factores que permiten que un folículo madure, ya que la mayoría de los folículos se marchitan sin liberar hormonas ni un óvulo. Utilizando nuevas herramientas que pueden identificar qué genes se expresan a nivel unicelular dentro de un tejido, el equipo pudo localizar los folículos ováricos que transportan los precursores inmaduros de los óvulos, conocidos como ovocitos.
«Ahora que sabemos qué genes se expresan en los ovocitos, podemos probar si afectar estos genes podría dar como resultado la creación de un folículo funcional. Esto puede usarse para crear un ovario artificial que eventualmente podría trasplantarse nuevamente al cuerpo», dijo Ariella. Shikanov, profesor asociado de ingeniería biomédica de la UM y autor correspondiente del nuevo estudio en Avances científicos.
La mayoría de los folículos, llamados folículos primordiales, permanecen latentes y están ubicados en la capa externa del ovario, llamada corteza. Una pequeña porción de estos folículos se activa periódicamente y migra al ovario, a una región conocida como grupo de crecimiento. Sólo unos pocos de esos folículos en crecimiento producen óvulos maduros que se liberan en las trompas de Falopio.
Con la capacidad de guiar el desarrollo del folículo y ajustar el entorno ovárico, el equipo cree que el tejido ovárico diseñado podría funcionar durante mucho más tiempo que el tejido implantado no modificado. Esto significa que las pacientes tendrían una ventana de fertilidad más larga, así como un período más prolongado en el que sus cuerpos producen hormonas que ayudan a regular el ciclo menstrual y respaldan la salud muscular, esquelética, sexual y cardiovascular.
«No estamos hablando de utilizar una madre sustituta o inseminación artificial», dijo Jun Z. Li, presidente asociado del Departamento de Medicina Computacional y Bioinformática de la UM y coautor correspondiente del estudio. «La magia en la que estamos trabajando es poder hacer que una célula inmadura madure, pero sin saber qué moléculas impulsan ese proceso, estamos ciegos».
El equipo de la UM utilizó una tecnología relativamente nueva, llamada transcriptómica espacial, para rastrear toda la actividad genética (y dónde ocurre) en muestras de tejido. Lo hacen leyendo hebras de ARN, que son como notas tomadas de la hebra de ADN, que revelan qué genes se están leyendo. Trabajando con una organización de obtención de órganos, los investigadores de la UM realizaron la secuenciación de ARN de ovarios de cinco donantes humanos.
«Esta fue la primera vez que pudimos apuntar a los folículos y ovocitos ováricos y realizar un análisis de transcripción, que nos permite ver qué genes están activos», dijo Shikanov.
«La mayoría de los folículos ováricos, ya presentes en el nacimiento, nunca entran en el grupo de crecimiento y eventualmente se autodestruyen. Estos nuevos datos nos permiten comenzar a comprender qué hace que un óvulo sea bueno: qué determina qué folículo va a crecer, ovular, ser fecundado y convertirse en un bebé.»
El trabajo de la UM es parte del proyecto Human Cell Atlas, que busca crear «mapas de todas las diferentes células, sus características moleculares y dónde están ubicadas, para comprender cómo funciona el cuerpo humano y qué falla en las enfermedades».
Shikanov, Li y colaboradores de la UM como Sue Hammoud, profesora asociada de genética humana y urología de la UM, están mapeando otras partes del sistema reproductivo femenino, incluidos el útero, las trompas de Falopio y los ovarios. Otros contribuyentes incluyen a Andrea Suzanne Kuliahsa Jones, anteriormente de la UM y ahora en la Universidad de Duke, y D. Ford Hannum, estudiante graduado asistente de investigación en bioinformática de la UM.
La investigación fue financiada parcialmente por la Iniciativa Chan Zuckerberg. Los Institutos Nacionales de Salud proporcionaron apoyo financiero adicional.