Investigadores reproductivos de la Universidad de Pensilvania y el Hospital Infantil de Filadelfia lograron aislar y trasplantar poblaciones puras de células inmaduras que permiten la reproducción masculina en dos especies: espermatogonias humanas y gonocitos de ratón. Estas células madre de la línea germinal, extraídas de biopsias testiculares, demostraron viabilidad después del trasplante a testículos de ratón en un entorno de laboratorio controlado.
Los resultados indican una notable similitud entre la expresión génica y el comportamiento de las antiguas células que gobiernan la reproducción, incluso entre dos especies que divergieron filogenéticamente hace 75 millones de años. El estudio revela mucho sobre el ciclo de vida de la célula madre de la línea germinal masculina. Los resultados demuestran relevancia para la comprensión básica de todos los tipos de células madre, que con frecuencia son difíciles de aislar en poblaciones tan enriquecidas, pero también brindan esperanza a los hombres preadolescentes que corren el riesgo de infertilidad debido al tratamiento del cáncer. Se está realizando un ensayo clínico con esta metodología en CHOP.
"Existe una notable similitud entre las espermatogonias humanas prepúberes y los gonocitos de ratón, lo que no solo es muy sorprendente sino bastante informativo si se tiene en cuenta la gran separación entre humanos y ratones", dijo Ralph L. Brinster, fisiólogo reproductivo de la Universidad de Escuela de Medicina Veterinaria de Pensilvania. "En nuestros estudios, encontramos que siete de los 100 genes más enriquecidos entre las células germinales y las células somáticas se conservaron en humanos y ratones, lo que demuestra la importancia fundamental de las células germinales en la evolución de las especies".
Incluso cuando se trasplantaron células germinales prepubescentes humanas en testículos de ratón, las células se preservaron migrando a la membrana "basal" del túbulo seminífero donde se mantuvieron durante meses. La expresión de varios genes nuevos que se sabe que son esenciales para la autorrenovación de las células madre fue alta.
La capacidad de las espermatogonias humanas prepuberales para migrar a la membrana basal de los testículos de ratón y mantenerse como células germinales, y probablemente como células madre espermatogoniales (SSC), presta apoyo biológico a la similitud de las células germinales de las dos especies. La relación abre una ventana de oportunidad para aprender sobre las SSC humanas a través de estudios sobre espermatogonias humanas prepuberales que pueden identificarse y aislarse en poblaciones esencialmente puras y relacionar las observaciones con la base de información en rápido desarrollo sobre las SSC de ratón.
El equipo de investigación, dirigido por Brinster y Jill P. Ginsberg, oncóloga pediátrica del Children's Hospital of Philadelphia, publicó recientemente el estudio en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Los resultados tienen especial relevancia para el tratamiento médico de la infertilidad humana debido al papel crítico de estas células madre en la fertilidad masculina. Con las tasas de curación del cáncer infantil que ahora se acercan a 80, aproximadamente una de cada 640 personas en edad reproductiva son ahora sobrevivientes de cáncer. Sin embargo, muchos de estos sobrevivientes tendrán problemas de fertilidad cuando sean adultos. La criopreservación de una biopsia de testículo en un banco de tejidos de niños que se someten a terapia contra el cáncer es una opción para preservar las células madre para su posterior trasplante a fin de restaurar la espermatogénesis y actualmente se está examinando en ensayos clínicos. Los resultados del documento brindan información valiosa relevante para el manejo de células madre durante la crioconservación y el trasplante, y también establecen una base para estudios de cultivo de células madre.
El Children's Hospital of Philadelphia actualmente ofrece la criopreservación de tejido testicular como una opción de tratamiento experimental. El estudio comenzó en enero de 2008 e incluye a 16 niños diagnosticados con varios tumores sólidos, con edades comprendidas entre los 3 meses y los 14 años. Todos fueron tratados con quimioterapia o radiación, lo que conlleva un riesgo significativo de infertilidad resultante. A estos niños se les extirpó y congeló una pequeña porción de sus testículos para su posible uso futuro. La esperanza es algún día usar tejido congelado de hombres preadolescentes para restaurar la fertilidad. Los médicos descongelaban el tejido preservado y lo reimplantaban en los testículos del paciente, o lo usaban para otras tecnologías de reproducción asistida.
"Aunque actualmente no hay garantías de éxito clínico, las familias son muy receptivas a esta opción", dijo Ginsberg, quien dirigió el brazo clínico del estudio de investigación. Los resultados de ese estudio, que demuestran si los padres serían receptivos a la opción de tratamiento, se publicaron en línea el 27 de octubre en la revista Human Reproduction.
El Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano apoyó este estudio, al igual que el Premio Ethel Foerderer del Hospital Infantil de Filadelfia y la Fundación Robert J. Kleberg, Jr. y Helen C. Kleberg.
El estudio fue realizado por Brinster, Xin Wu, Jonathan A. Schmidt y Mary R. Avarbock del Departamento de Biología Animal de la Escuela de Medicina Veterinaria de Penn; John W. Tobias del Núcleo de Bioinformática de Penn; co-investigador Jill P. Ginsberg y Claire A. Carlson de la División de Oncología del Hospital de Niños de Filadelfia; y Thomas F. Kolon del Departamento de Urología del Children's Hospital of Philadelphia.
