El daño al ADN se produce en ovocitos humanos


En modelos animales, especialmente en vaca y ratón, la reanudación del proceso meiótico y la progresión a un estado de madurez se puede conseguir in vitro muy eficientemente en ovocitos obtenidos de folículos de Graaf, con tasas de maduración superiores a un 80-90 %. Por el contrario, en nuestra especie solamente el 50-60% de los ovocitos inmaduros alcanzan la fase madura in vitro. La tasa reducida por la cual se logra la maduración meiótica de ovocitos en la especie humana podría ser debida a condiciones inadecuadas de los sistemas de maduración in vitro (MIV). De forma alternativa, también podría ser debido al hecho de que algunos ovocitos inmaduros son intrínsecamente incompetentes para sostener la progresión meiótica como resultado por ejemplo, de la activación de los puntos de control que regulan el ciclo celular. La insuficiencia meiótica de los ovocitos tiene implicaciones clínicas importantes, no sólo para los tratamientos de reproducción asistida en que los ovocitos son madurados in vitro, sino también para los ciclos de FIV estimulados de forma convencional, donde hasta el 30% de todos los ovocitos recuperados no maduran in vivo a pesar de su exposición a las gonadotropinas.

En un estudio reciente (1), Biogenesi (Italia) exploró la posibilidad de que los ovocitos inmaduros humanos podrían verse afectados por el daño del ADN, y que tal condición o la incapacidad para desencadenar una acción de reparación se asocia con la incapacidad para iniciar el proceso meiótico.

El daño al ADN es una agresión muy común a la que todas las células están expuestas durante su vida tras exposición a mutágenos, o como consecuencia de patologías o envejecimiento. Los ovocitos de mamíferos están particularmente expuestos a daños en el ADN. De hecho, en el momento de la formación del folículo primordial, las roturas de la doble cadena del ADN (DSBs) tienen relevancia fisiológica en el contexto de la recombinación meiótica, permitiendo el intercambio de porciones de ADN entre los cromosomas homólogos. Además, el daño del ADN potencialmente puede acumularse durante el largo período de latencia de ovocitos (que dura hasta más de 40 años en la mujer) que precede el crecimiento y la maduración.

Para probar la hipótesis anterior, el estudio evaluó la presencia de sitios de DSB y la aparición de una respuesta de reparación mediante la detección de los dos marcadores gH2AX y Rad51, respectivamente, mediante microscopía confocal. gH2AX es un efector que modifica y hace accesible el sitio de la lesión, que actúa también como un catalizador para el reclutamiento de los factores de reparación del ADN. Rad51 es el componente enzimático central del mecanismo que asegura la recombinación homóloga y la reparación libre de errores de DSBs.

En el estudio realizado por los investigadores de Biogenesi, se observaron los sitios individuales o múltiples de ADN DSB en casi la mitad (47%) de los ovocitos inmaduros recuperados de los ciclos de FIV. En los ovocitos de la misma fuente que no pudieron reanudar el proceso de meiosis in vitro, los DSB de ADN fueron mucho más representados (81%). En los mismos grupos de ovocitos, se observó la aparición de una respuesta de reparación del ADN, según lo sugerido por la positividad a Rad51 con tasas de (42,1% y 74,1% respectivamente) reflejando así aquellos que expresan la presencia de daño en el ADN.

Estos hallazgos son consistentes con la hipótesis de que la presencia de daño en el ADN desencadena una detención del proceso meiótico para permitir la expresión de una respuesta oportuna de reparación. Aunque es importante per se, el presente estudio sólo incluyó ovocitos inmaduros. En futuros estudios, será importante establecer si los ovocitos maduros también se ven afectados por los daños en el ADN. De hecho, la posible presencia de ADN dañado en ovocitos maduros lleva implicaciones potencialmente importantes. Un estudio reciente llevado a cabo en ratón indica que es posible que el daño del ADN tal vez no se detecte o no se repare durante la maduración de ovocitos y por lo tanto puede ser transmitida al embrión.

El estudio amplía los datos anteriores sobre la presencia de ADN DSBs y la existencia de una señal de respuesta de reparación del ADN en ovocitos inmaduros humanos que están totalmente desarrollados (21). También sugiere por primera vez que el daño del ADN puede ser una causa de la detención meiótica. Esto abre nuevas vías para la investigación futura en la integridad genética como un nuevo biomarcador de la calidad de los ovocitos.

 

1) Coticchio G, Dal Canto M, Guglielmo M-C, Albertini DF, Renzini MM, Merola M, Lain M, Sottocornola M, De Ponti E, Fadini R. Double-strand DNA breaks and repair response in human immature oocytes and their relevance to meiotic resumption. J Assist Reprod Genet. In presshttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26238391

 

Dr. Giovanni Coticchio
Coordinador Científico de Biogenesi