Investigadores del Huntsman Cancer Institute (HCI) de la Universidad de Utah (U de U) en Estados Unidos han realizado el primer análisis a escala genómica del proceso de pubertad en humanos, donde han conseguido describir cambios distintos y críticos en las células madre en los hombres durante la adolescencia.
Además, han observado cómo la testosterona y las células que producen testosterona impactan las células madre en los órganos reproductores masculinos. Los investigadores creen que este estudio se suma a una base de conocimiento que puede proporcionar información sobre áreas críticas de la salud humana, incluida la infertilidad y los cambios celulares que conducen al cáncer y otras enfermedades.
El estudio, publicado en la revista 'Cell Stem Cell', fue dirigido por Bradley Cairns, investigador de cáncer en HCI, profesor y presidente de ciencias oncológicas en la U de U, en colaboración con sus colegas Jingtao Guo, PhD, becario postdoctoral en el laboratorio de Cairns en HCI, James Hotaling, MD, profesor asociado de cirugía en la U de U, y Anne Goriely, PhD, profesora asociada de genética humana en la Universidad de Oxford.
La pubertad estimula numerosos cambios de desarrollo en humanos y otros mamíferos. Las características distintivas de la pubertad incluyen características físicas fácilmente visibles a simple vista, como un rápido crecimiento. Estos cambios físicos y hormonales señalan el proceso de un cuerpo maduro que se prepara para los años reproductivos.
En los testículos, el órgano reproductor masculino que produce y almacena esperma y produce testosterona, la pubertad introduce cambios monumentales a nivel celular y fisiológico. Gracias a las nuevas tecnologías genómicas, los investigadores pueden examinar la expresión de miles de genes en cada célula individual en un órgano completo, proporcionando información sin precedentes sobre el comportamiento celular durante la pubertad.
Varios tipos de células dentro de los testículos regulan la salud reproductiva. Al igual que el cuerpo humano que cambia a lo largo del camino desde la infancia hasta la edad adulta, estas células experimentan cambios importantes a medida que el cuerpo madura. Estas células incluyen células madre espermatogoniales que finalmente generan producción de esperma, y células nicho que ayudan a formar partes de los testículos, como el túbulo seminífero, una estructura en forma de tubo dentro de la cual se forma el esperma.
En este estudio, los investigadores caracterizaron cómo, justo antes de la pubertad, las células madre espermatogoniales se expanden significativamente en número. Estas células madre progresan hacia la meiosis, un tipo especial de división celular que divide a la mitad el número de cromosomas de la célula madre y también separa los cromosomas sexuales masculinos X e Y para crear células que, después de la fertilización de los huevos y un considerable desarrollo posterior, finalmente dará como resultado hijos masculinos (que contienen Y) o femeninos (que contienen X).
Al final de la pubertad, estas células madre crean esperma maduro, que incluye una pieza de cola para la motilidad. Los investigadores mostraron cómo dos de las células que forman el nicho de las células madre y acompañan este proceso, las células mioides y las células de Leydig, derivan de un precursor común y maduran durante la pubertad temprana.
LA testosterona MANTIENE EL ESTADO MADURO DE LOS TESTÍCULOS
Una de las principales ideas novedosas de este estudio fue el primer análisis genómico de los testículos de mujeres trans adultas (individuos asignados como hombres al nacer, pero que se autoidentifican como mujeres). Para estos individuos, la cirugía de confirmación de género está precedida por la terapia hormonal que induce la supresión de testosterona a largo plazo, lo que permite el examen de los testículos que carecen de testosterona.
Mediante el uso de muestras donadas después de la cirugía, los investigadores descubrieron ideas críticas sobre el papel de la testosterona en el mantenimiento del desarrollo de los testículos. El análisis genómico de las células de sus testículos mostró que las células madre y otras células vuelven a estados más tempranos de desarrollo en comparación con las muestras de adolescentes varones. Por lo tanto, Cairns y sus colegas identificaron que la testosterona es crítica para mantener el estado maduro de los testículos.
Los principales cambios que ocurren en los humanos durante la pubertad dan lugar a numerosas funciones en el desarrollo normal, como la salud reproductiva y la fertilidad. Pero, cuando estos procesos salen mal, pueden surgir desafíos confusos. La infertilidad es un problema de salud relativamente común. Alrededor del 50 por ciento de las veces, la causa subyacente se atribuye a las funciones reproductivas masculinas, que a menudo incluyen errores que ocurren durante la pubertad. El equipo espera que estas ideas sobre cómo se desarrollan las células ayudarán a obtener información sobre lo que sucede cuando los problemas de desarrollo durante la pubertad causan cambios que resultan en infertilidad.
El estudio también informa la comprensión del cáncer y otras enfermedades que surgen debido a errores en los procesos celulares. "La mayoría de las veces, los cánceres testiculares surgen cuando las células madre en los testículos están mal reguladas. Queremos entender cómo estos cambios pueden causar tumores testiculares; sin embargo, necesitamos saber qué debería suceder normalmente antes de poder identificar formas de prevenir o tratar estos cánceres de manera más efectiva", ha señalado el investigador.
En los menores, los cánceres y la salud reproductiva se cruzan a través de un proceso médico llamado oncofertilidad; es decir, el estudio de cómo retener la fertilidad en pacientes con cáncer en adolescentes y adultos jóvenes cuya salud reproductiva y fertilidad pueden verse afectadas por su cáncer o como resultado de los efectos secundarios del tratamiento contra el cáncer.
"Algunas quimioterapias pueden provocar que los hombres jóvenes con cáncer no puedan tener hijos; la quimioterapia puede causar cambios en sus células madre. Mi esperanza y expectativa es que nuestra investigación proporcionará una base para crear opciones para apoyar la salud reproductiva de los hombres jóvenes afectados por el cáncer a través de una mejor comprensión de cómo estas células madre sobreviven, reciben apoyo y se desarrollan", ha concluido.
