Infertilidad: aplican innovador método de selección de espermas en pacientes de la Maternidad Nacional

Un novedoso método diseñado por investigadores de la UNC será utilizado  por primera vez en parejas con dificultades para concebir un hijo, que están bajo tratamiento en el Instituto Universitario de Medicina Reproductiva (Iumer), creado recientemente. [28.10.2015]

Actualmente, hay 70 millones de parejas infértiles en el mundo, eso significa que entre un 15 y 20 por ciento de las parejas en edad reproductiva tienen problemas de fertilidad, según la Organización Mundial de la Salud (OMS).  Para tratar esta enfermedad se aplican Técnicas de Reproducción Asistida (TRA), con una relativa baja eficiencia. Pese a ello, se estima que su demanda aumentará el doble en los próximos seis años. En Argentina se practican 10 mil tratamientos anuales y, sólo se realizan TRA casi exclusivamente en centros privados, con costos muy elevados.

El Instituto Universitario de Medicina Reproductiva (Iumer), que funciona en el Hospital Universitario de Maternidad y Neonatología de la Universidad Nacional de Córdoba, es el primer centro de alta complejidad  del interior del país  –y el segundo a nivel nacional– que ofrece tratamientos totalmente gratuitos a las personas con dificultades para concebir un hijo, mediante el uso de TRA (ver despiece). Desde que fue inaugurado, en marzo de este año, ha tenido una demanda enorme y sostenida de parejas interesadas en recibir este servicio.

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• Tratamientos gratuitos en el Iumer
• También se aplica en bovinos y yeguas de competición

Es precisamente en el Iumer donde se está concretando la aplicación en humanos de un innovador método de selección espermática desarrollado por un equipo de científicos de la UNC y el Conicet, con el objetivo de mejorar la efectividad de los tratamientos de infertilidad.  El “ESE” (Ensayo de Selección Espermática) consiste en una pequeña cámara que permite incrementar sensiblemente (en promedio entre un 200 y 400%) la cantidad espermatozoides en buen estado, es decir, aptos para fecundar.  “Hasta el momento, hemos llevado a cabo pruebas de laboratorio con semen humano, con muy buenos resultados. Ahora, esperamos comprobar la efectividad de esta técnica directamente en personas”, señala Laura Giojalas, directora del proyecto e investigadora del Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas de la UNC y el Conicet.

Además de testear el dispositivo para evaluar su efectividad en humanos, es decir, si mejora el tratamiento de las parejas infértiles, el novedoso método será utilizado también para analizar la calidad fisiológica de las muestras de semen, a fin de ofrecer un diagnóstico. “Nuestra idea es usar el test para poder diagnosticar qué tan bien se comportará el semen analizado si se lo somete a tratamientos de fertilización en el futuro, tiene valor predictivo”, explica la investigadora.

El estudio piloto  forma parte de un Proyecto de Investigación y Desarrollo Clínico (PID-C) de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, que busca llevar la investigación en ciencia y tecnología a los  hospitales públicos. La intención es crear y articular alianzas de cooperación entre grupos de investigación en biomedicina y profesionales de la salud del sector público. El del grupo de Giojalas, es uno de los pocos PID-C que se aprobaron el país (en total hay 19, la mayoría concentrados en Buenos Aires) y el segundo que se otorga a científicos de Córdoba.

¿Cómo funciona el dispositivo diseñado?

El ESE consiste en una pequeña cámara de acrílico cuyo diseño es relativamente simple: consta de dos compartimentos unidos por un pequeño conducto que hace de “puente”. En uno de los compartimentos se colocan los espermatozoides  y, en el otro, una solución con progesterona. Se trata de una hormona sexual que secretan las células que rodean al óvulo y que tiene poder atractante: hace que los espermatozoides que están listos para fecundar sean atraídos químicamente, “viajen” por el conducto de la cámara, y se acumulen en el otro compartimento.  Allí quedan alojados los espermatozoides que están en mejores condiciones para producir un embrión.

Para idear este dispositivo, el grupo de investigadores dirigido por Giojalas estudió durante más de 10 años cómo ocurre la selección de los mejores espermatozoides dentro del cuerpo de la mujer. Así, lograron identificar la función clave de la progesterona como señal química que atrae y guía a los espermatozoides en el camino hacia el óvulo. 

Normalmente, cuando se analiza una muestra de semen, los espermatozoides aptos para fecundar representan sólo el 10 por ciento. A través de la técnica del ESE se incrementa sensiblemente la población de espermatozoides capacitados. “Que un espermatozoide esté capacitado  significa que tiene la habilidad  necesaria para realizar determinadas tareas, como, por ejemplo, orientarse al ser atraídos por una molécula, o atravesar las envolturas  que rodean el ovocito”, explica Giojalas.

Además,  evaluaron otros parámetros  importantes  para la fecundación y el adecuado desarrollo temprano del embrión, como  el daño que puede tener el ADN (debe estar sano) y el estrés oxidativo (debe tener un nivel bajo, ya que, en exceso, provoca reacciones de envejecimiento  e, incluso, muerte celular). La población seleccionada cumple con todos estos parámetros, lo que asegura  que la calidad espermática de la muestra sea muy buena.

El método es totalmente inocuo, ya que la progesterona es una molécula natural  y se usa en cantidades muy bajas.

Feo, pero bueno en su trabajo

El ESE podría aportar información muy útil sobre el estado fisiológico o calidad del semen, y las chances que tiene de generar una nueva vida. ¿Por qué? Este método se diferencia de las pruebas que actualmente se realizan en la mayoría de los laboratorios de andrología, donde se evalúan características como la movilidad, morfología y cantidad de espermatozoides, para determinar su calidad. “Hay diversos estudios científicos que señalan que esos tres parámetros, que son los que recomienda la OMS,  no son buenos predictores del potencial fértil que tiene un varón”.  En cambio, el método ideado por los investigadores de la UNC evalúa la calidad fisiológica de la muestra de semen, es decir, cómo funciona.  “Lo que tenemos en cuenta es si funciona bien o no, es decir, si puede cumplir la misión de fecundar el ovocito y si progresa el desarrollo del embrión, independientemente de la forma del espermatozoide.  De hecho, se sabe que pacientes cuyos espermatozoides tienen una muy mala morfología, igual son fértiles, porque son funcionales”, indica.  “Que nos seas lindo, no quiere decir que no seas bueno en tu trabajo”, bromea Alejandro Guidobaldi, biólogo integrante del grupo de investigación y uno de los responsables del diseño de la cámara.

También obtuvieron excelentes resultados en las pruebas realizadas con semen subfértil, es decir, con algún tipo de patología. Al ser tratados con el ESE, se pudieron recuperar los pocos espermatozoides en buen estado que tenía la muestra, en cantidad equivalente a los de una muestra de semen normal.  “Ello es una evidencia más de que la caracterización por morfología, número y movilidad no refleja la verdadera capacidad que tiene un espermatozoide”, apunta el científico.

Patentamiento y mejora del método

Actualmente, el 80 por ciento de los tratamientos de infertilidad que se realizan en el mundo se concentran en Estados Unidos, Europa y Japón. Por ese motivo, se gestionó la solicitud de patente de propiedad intelectual en cada uno de esos países. Tras un arduo y largo trámite que demandó seis años – e implicó diferentes instancias de defensa  y validación del desarrollo,  además de importantes recursos económicos para solicitar y mantener la patente una vez otorgada–,  finalmente el equipo de Giojalas recibió luz verde. En marzo de 2015 obtuvieron la aprobación en Estados Unidos y, a los pocos meses, en Europa y Japón. Próximamente será otorgada también en Argentina. El propietario de la patente es Conicet y la UNC.

El dispositivo obtuvo también el Premio Innovar, en la categoría Investigación Aplicada.
El grupo de científicos está realizando mejoras  de innovación a la cámara para incrementar su nivel de eficiencia. La optimización de este desarrollo implica adaptarla a escala micrométrica, y se hace en cooperación con físicos de la Facultad de Matemática, Astronomía y Física de la UNC, asociados a colegas de Bélgica.  “Pese a los  muy buenos resultados,  hasta ahora no hemos podido conseguir una población totalmente pura de los mejores espermatozoides.  Junto a los espermatozoides que pasan guiados por atracción química, siempre logran pasar algunos otros por azar”, señala Giojalas.  El objetivo del nuevo dispositivo es obtener una población 100 por ciento pura de los mejores espermatozoides. ¿Cómo? Precisamente, en eso está trabajando el equipo de expertos, quienes no pueden revelar el mecanismo por razones de protección intelectual. Una vez que esté finalizado este nuevo dispositivo, también lo probarían en pacientes que reciben tratamiento  en el Iumer.

Tratamientos gratuitos en el Iumer

En el Instituto Universitario de Medicina Reproductiva (Iumer) que funciona en el Hospital Universitario de Maternidad y Neonatología realizan tratamientos de alta complejidad a parejas con dificultades para concebir un hijo. El requisito es no tener obra social.

El Iumer es el primer centro de salud del interior del país que ofrece atención especializada sobre fertilización sin ningún costo. Fue inaugurado en marzo de este año en el marco de la Ley Nacional de Fertilización Asistida (26.862), aprobada en 2013, que contempla la oferta de tratamiento de infertilidad en los nosocomios públicos.

El instituto ya tiene 200 parejas incorporadas en tratamientos e ingresan mensualmente entre 30 y 40 parejas. “Desde que abrimos las puertas hemos tenido una demanda altísima y sostenida de parejas interesadas en recibir atención”, señala el director del Iumer, Carlos López, quien precisa que es el único centro público en el que se realizan todas las etapas del tratamiento.

Hasta ahora, quienes no contaban con cobertura social no tenían posibilidad de acceder a este tipo de prestación médica, ya que sólo la ofrecía el sector privado, a costos muy elevados. En ese sentido, López asegura que en el país existe una importante demanda retenida para tratar la infertilidad.

La mayoría de los pacientes ingresados provienen de la provincia de Córdoba, pero también de otras provincias, como Santa Fe y Mendoza.

La creación de este instituto tiene un impacto social muy importante si se tiene en cuenta que la infertilidad afecta aproximadamente entre el 10% y 15% de la población del país y que, dentro de este grupo, existen alrededor de 100 mil parejas que no cuentan con cobertura social, según datos del Ministerio Salud de la Nación.

Actualmente, en el Iumer se está por iniciar la aplicación en humanos de un novedoso método de selección de espermatozoides (ESE), diseñado por científicos de la UNC y el Conicet. El testeo del ESE se inscribe en un Programa de Fertilización Asistida creado por la cartera sanitaria nacional e implementado en el hospital Maternidad Nacional.

El estudio piloto incluye utilizar el ESE para el tratamiento y diagnóstico de las parejas que reciben atención en el instituto bajo el estricto cumplimiento de un protocolo clínico y con  el expreso consentimiento de los pacientes.

También se aplica en bovinos y yeguas de competición

En las últimas décadas, las biotecnologías de la reproducción mejoraron notablemente la producción animal, pero muchas de estas técnicas resultan ineficientes. Así, por ejemplo, en el sector lechero se utiliza semen preseleccionado por sexo (con cromosoma X) para asegurar la obtención de hembras. 

El semen sexado está disponible comercialmente y se obtiene mediante una técnica (citrometría de flujo) que reduce la eficiencia al momento de generar embriones de buena calidad. “Este procedimiento daña el ADN del espermatozoide, eso genera baja calidad de los embriones y fracasos al momento de transferirlos en las vacas”, explica Laura Giojalas, especialista en biología reproductiva. Efectivamente, la tasa de preñez que se logra en vaquillonas inseminadas con semen sexado es muy inferior (entre el 70 y 90%) a la que se obtiene con semen sin sexar.

El ESE podría dar respuesta a este problema, ya que permite seleccionar y concentrar los espermatozoides que tienen su material genético intacto, aumentando así las chances de promover un desarrollo embrionario normal.

El procedimiento llevado a cabo en el laboratorio consiste en seleccionar los espermatozoides con el ESE usando semen previamente sexado, y luego  fecundar los ovocitos. Los resultados preliminares  son alentadores: el semen sexado se comporta igual que el convencional al pasarlo por la cámara que diseñaron. “Estaríamos eliminando las desventajas que tiene el método de sexado en sí mismo”, apunta la investigadora. También encontraron que hay mayor proporción de embriones que empiezan a desarrollarse.

Hasta ahora, lograron producir embriones con semen sexado in vitro. El siguiente paso es transferir esos embriones a un rodeo experimental y evaluar su comportamiento. 

Argentina ocupa el puesto 11 entre los principales productores de leche en el mundo, mientras que Córdoba y Santa Fe producen cerca del 70% de la leche del país. Particularmente, la cuenca láctea Villa María, San Francisco, Rafaela es la más importante. Este estudio permitiría incrementar la producción en los tambos de ese corredor, con proyección a la exportación a gran escala a países que actualmente lo requieren de manera urgente, como China.

En el proyecto participan los laboratorios del Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas (UNC-Conicet), con amplia experiencia en mecanismos de selección espermática, y el Instituto de Reproducción Animal Córdoba, especializado en la producción de y transferencia de embriones bovinos obtenidos con semen sexado.

Para caballos deportivos

También se está estudiando la aplicación del ESE para optimizar la producción in vitro de embriones equinos sexados, con el objetivo de obtener yeguas de competición. Particularmente, entre los caballos de Polo, donde se considera que las hembras tienen mejor aptitud deportiva. Sin embargo, hasta ahora las técnicas que utilizan semen sexado son complejas.

Nuevamente, el ESE es utilizado para seleccionar los espermatozoides previamente sexados con el fin de mejorar la calidad fisiológica de éstos, y luego utilizarlos para producir embriones sexados de mejor calidad. Actualmente, el proyecto se encuentra en etapa de ajuste de las condiciones experimentales.
Además de aumentar la tasa de preñez de las yeguas, este procedimiento permitiría eliminar una práctica frecuente en el país, como el aborto inducido en hembras que gestan embriones de sexo masculino.

El estudio cobra relevancia si se tiene en cuenta que Argentina posee una reconocida tradición en la producción de caballos deportivos y de trabajo, y es el principal país exportador de caballos de Polo en el mundo. Además, la industria hípica genera 70 mil empleos directos y más de 700 mil personas dependen de ella.

En este caso, están implicadas tres instituciones: el Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas (UNC y Conicet), el Laboratorio de Producción Equina (Universidad Nacional de Río Cuarto), y el Laboratorio de Biotecnología Reproductiva y Mejoramiento Genético Animal (Universidad de San Martín).