Ser padre a una edad avanzada ¿tiene consecuencias?
 

Siempre se ha dicho que la edad de la mujer es un factor muy importante a la hora de tener hijos/as. Pero estudios recientes están demostrando que la edad del hombre también juega un papel muy importante, si chicos, ¡no todo iba a ser favorable para vosotros!

Antes de conocer qué consecuencias tiene la edad del hombre en sus retoños, hay que saber cómo afecta la edad al semen. Pues bien, se está viendo que con la edad no solo disminuye el volumen de semen y la movilidad de los espermatozoides, se ve afectada también la fertilidad, y, además, hay un porcentaje de los espermatozoides que llevan en el ADN algún tipo de mutación que va a repercutir en su descendencia en forma de enfermedad.

¿A qué enfermedades nos estamos refiriendo? Pues a varias enfermedades de herencia dominante entre las que se destacan el Síndrome de Apert (Enfermedad genética en la cual las suturas entre los huesos del cráneo se cierran más temprano de lo normal, afectando la forma de la cabeza, la cara, así como también a las manos y los pies),   la Acondroplasia (forma de enanismo), casos nuevos de Neurofibromatosis (trastornos genéticos del sistema nervioso que cursan con tumores benignos en los nervios), Esclerosis Tuberosa (trastornos genéticos que hacen que crezcan tumores en piel, cerebro, sistema nervioso, riñones y corazón, los tumores crecen en forma de tubérculo o raíz), Síndrome de Marfan (afecta al tejido conectivo, que es el que mantiene unido a los otros tejidos), Aniridia (es un trastorno ocular en el que están implicadas varias partes del ojo, como es el iris, suele darse en ambos ojos y de manera incompleta) y Retinoblastoma Bilateral (tumor maligno que se da en los ojos).

Os seguiréis preguntando por qué es la edad del hombre la que afecta a estas mutaciones. Pues deciros que estudios que se llevan haciendo desde el año 2000 están poniendo de manifiesto que, a medida que los hombres se hacen mayores, sus espermatozoides sufren mutaciones en el ADN, mutaciones que afectan, en muchos casos, a genes con herencia dominante, es decir, que basta con que uno solo de los padres porte la mutación para que se desarrolle la enfermedad. Aún así, este argumento no explica el por qué de la edad del hombre, pero seguro que si os decimos que es 7 veces más probable que un hombre de 60 años tenga un hijo con Síndrome de Apert, por ejemplo, que uno de 30 ya empezáis a creernos algo más.

Además, hay que tener en cuenta que el hombre está generando espermatozoides continuamente, es decir, las células se están dividiendo de manera continua, por lo que es más probable que haya fallos cuando le toca duplicar el ADN, otro punto negativo a vuestro favor chicos.

Y ahora os toca preguntar, ¿y cómo pueden estar seguros de qué sea por la edad del padre y no de la madre? Pues bien, en los estudios se está viendo que estas enfermedades se dan de manera más evidente cuando el padre es bastante mayor que la madre.

Lo único que necesitáis ahora es informaros más sobre este tema, a nosotras solo nos queda haceros una recomendación, y es que no esperéis a la edad de “Papuchi” para tener hijos, éstos os lo agradecerán.

Si te has quedado con ganas de saber al más sobre el tema visita la entrada La edad y las mutaciones en el ADN de los espermatozoides  en este mismo blog

Bibliografía:

- “Disease-Causing Genetic Mutations In Sperm Increase With Men's Age”  ScienceDaily (Oct. 18, 2002).

-Apert's Syndrome: “Why Kids Of Older Dads Are More Likely To Have Some Genetic Disorders” ScienceDaily (14 de julio de 2008).

- http://www.overall-bcn.com

- http://www.institutomarques.com

Máster en Biología y Tecnología de la Reproducción.

María Fernández Díaz

Vanesa Rey Regueiro

Mely Rey Vicente

La edad y las mutaciones en el ADN de los espermatozoides.

Aunque el ser humano tiene la capacidad de producir espermatozoides a lo largo de toda su vida, está de sobra demostrado que la calidad de los mismos va decreciendo con la edad, al igual que ocurre con la línea germinal femenina. Diversos estudios apoyan el papel fundamental que juega la edad paterna en términos de reproducción y fertilidad. Principalmente el envejecimiento fisiológico del aparato reproductor masculino se caracteriza por una reducción lenta y progresiva del volumen seminal (0,03 ml/año), reducción del porcentaje de espermatozoides de máxima movilidad (aproximadamente 0,7%/año), y la oxidación que provoca lesiones en el ADN de los espermatozoides. En este último aspecto es en el que se ha centrado el presente trabajo.

 
Dentro de las lesiones del ADN espermático se describen principalmente la fragmentación y las mutaciones genéticas no reparadas. Es en este caso donde pueden aparecer enfermedades hereditarias sin necesariamente haber antecedentes familiares. Como ejemplos se puede hablar del Síndrome de Apert o de la Acondroplasia, enfermedades genéticas cuya relación con la herencia o adquisición “de novo” y la edad paterna ha puesto de manifiesto en los últimos años a través de diversos trabajos científicos.
Ambas patologías tienen en común la mutación genética que los caracteriza: una alteración en la región codificante del receptor de factor de crecimiento de los fibroblastos (FGFR). El FGFR pertenece a una familia de receptores estructuralmente relacionados de quinasas dependientes de tirosina, y codificadas por cuatro genes diferentes que originan múltiples variantes del receptor. Los receptores se estructuran en tres dominios inmunoglobulina-like extracelulares (IgI, IgII e IgIII), un dominio transmembranoso y un dominio tirosín kinasa intracelular. Están involucrados en las vías de señalización intercelular al interaccionar con sus ligandos, los factores de crecimiento de fibroblastos. Son, por tanto, moléculas de transducción de señales que se extienden a través de la membrana celular.

Síndrome de Apert. (FGFR2)

 
Una de las enfermedades hereditarias consecuentes de este retraso en la paternidad, es el Síndrome de Apert (autosómico dominante), cuya incidencia aumenta con la edad paterna. La enfermedad se caracteriza por un cierre prematuro de las suturas craneales, lo que hace que la cabeza tome una forma puntiaguda y que se deforme la apariencia de la cara. La incidencia de esta enfermedad es de 1,2 por cada 100.000 niños nacidos vivos, siendo en el caso de España de 1,1 por cada 100.000, y la causa es una mutación en el gen FGFR2, responsable de la regulación de la fusión de suturas craneales. Todas las mutaciones delFGFR2 identificadas hasta la fecha se heredan de forma dominante actuando por varios mecanismos.

Este gen FGFR2 está localizado en el brazo largo del cromosoma 10 (10q25-26) y las dos las mutaciones que se asocian a este síndrome son muy específicas (más del 98% de los casos están producidos por ellas). La primera de ellas sustituye una molécula de serina por otra de triptófano en el aminoácido 252 (T252W) y la segunda provoca el cambio de una prolina por una arginina en la posición adyacente, la 253 (P253R). Esta última se encuentra en la región del gen que codifica el dominio extracelular de la proteína FGFR2.

 
 Las mutaciones de P253R y T252W son sustituciones sin sentido que generan cambios en la orientación de los dominios Ig (IgII e IgIII), acentuando su unión a los ligandos. Así pues, estas mutaciones dan lugar a una ganancia de función del receptor FGFR2.
Además, en función de la mutación causante del síndrome de Apert existen ciertos matices fenotípicos bien establecidos. Por ejemplo, la mutación S252W se asocia con una mayor incidencia de paladar hendido, mientras que la mutación P253R se asocia con sindactilia más severa y un mayor retraso del crecimiento.

 
Acondroplasia (FGFR3)

Otra enfermedad en la que en muchos de los casos está implicada la edad paterna en el tiempo de la concepción es la acrondoplasia. Esta enfermedad se trata de una alteración ósea de origen cromosómico, caracterizada porque todos los huesos crecen a lo largo. Esto produce una malformación en el desarrollo de los cartílagos, con una calcificación acelerada que impide el crecimiento normal de los huesos. Existe un elevado riesgo de muerte en la infancia debido a la comprensión de la médula espinal y obstrucción de las vías respiratorias. Los casos homocigóticos de acondroplasia son generalmente letales en el período neonatal y llegan a afectar al 25% de la progenie de parejas en donde los dos padres son heterocigotos para la enfermedad.
La acondroplasia aparece como una mutación espontánea, que tiene lugar por azar cada veinte mil nacimientos aproximadamente. Alrededor del noventa por ciento de los niños con acondroplasia no tienen historia de ella en sus familias.
Al igual que en el caso anterior, el gen implicado es el FGFR pero en este caso la variante 3, localizado en el cromosoma 4 (4p16.3).
En el 97% de los casos, es causada por una mutación puntual debida a la sustitución de la Glicina 380 por Arginina en el FGFR3, incluso una mutación menos frecuente que también causa la acondroplasia es la sustitución de la Glicina 375 por Cisteína.
 

 

 
Las mutaciones en acondroplasia inducen activación excesiva del fragmento catalítico del receptor, la quinasa dependiente de tirosina. El resultado es una elevada actividad en las señales producidas por el receptor, originando una placa de crecimiento defectuosa, en la cual las células no mantienen su patrón organizado y, finalmente, no completan el proceso de diferenciación, lo que causa un bloqueo en el crecimiento de los huesos.

Bibliografía 

i.    Arroyo Carrera, M.L. Martínez-Frías, J.J. Marco Pérez y col.   Síndrome de Apert: análisis clínico-epidemiológico de una serie consecutiva de casos en España. Medicina Fetal y Neonatología. Anales Españoles de Pediatría. 

ii.    Song-Ro Yoon, Jian Qin, Rivka L. Glaser et al. The Ups and Downs of Mutation Frequencies during Aging Can Account for the Apert Syndrome Paternal Age Effect. Plos Genetics. 2009 July; 7; 5. 

iii.    J. Wyrobek, B. Eskenazi, S. Young, et al. Advancing age has differential effects on DNA damage, chromatin integrity, gene mutations, and aneuploidies in sperm. Pnas Genetics. 2006 June; 103; 25: 9601-9606,.  

iv.    Tiemann-Boege I, Navidi W, Grewal R, et al. The observed human sperm mutation frequency cannot explain the achondroplasia paternal age effect. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002 Nov 12;99(23):14952-

v.    Wilkin DJ, Szabo JK, Cameron R, Henderson S, et al. Mutations in fibroblast growth-factor receptor 3 in sporadic cases of achondroplasia occur exclusively on the paternally derived chromosome. Am J Hum Genet. 1998 Sep;63(3):711-6.

Máster en Biología y Tecnología de la Reproducción.

María Fernández Díaz

Vanesa Rey Regueiro

Mely Rey Vicente

MÉTODO DE SELECCIÓN MOLECULAR DE ESPERMATOZOIDES: separación magnética por columnas de anexina V

En los últimos años, el factor masculino ha incrementado su importancia debido a una mayor concienciación por parte del varón y a un aumento de los estudios de esterilidad en el hombre. El análisis del semen incluye la valoración de la concentración, la motilidad y el porcentaje de formas normales de espermatozoides, entre otros estudios básicos, siguiendo el procedimiento estandarizado para evaluar el potencial de la fertilidad masculina (World Health Organization, 2010). Este  análisis no aporta información  sobre procesos subcelulares que tienen lugar en el esperma y en muchos casos no se alcanza el diagnóstico fisiopatológico de la infertilidad masculina.

El análisis de la fragmentación del ADN aportó nuevas expectativas en la búsqueda de la explicación a los fallos repetitivos de FIV-ICSI. Se ha descrito la importancia de la estabilización del núcleo  espermático en el éxito reproductivo en humanos. Así, el incremento significativo de los niveles de fragmentación  del ADN estaría asociado a bajas tasas de fertilización, implantación embrionaria e incremento de abortos.

El término apoptosis define la muerta celular programada, la cual es molecularmente  y morfológicamente diferente de la necrosis.  Los modelos de apoptosis incluyen aquellas vías mediadas por receptores y aquellas con activación intrínseca, además de las inducidas por estrés oxidativo. La fosfatidilserina es un marcador temprano de la apoptosis que se externaliza en la membrana en las fases inciales de la misma. La fragmentación del  ADN, expresión de Caspasa 3  y los cambios morfológicos que ocurren en la célula se consideran marcadores más tardíos del proceso.

Los altos niveles de fragmentación del ADN son el criterio de valoración principal y una señal patognomónica  del proceso de apoptosis .  Tanto factores físicos como metabólicos pueden inducir el daño del ADN espermático. Éste puede ocurrir en la espermatogénesis o durante el tránsito por el epidídimo. Asimismo, se han identificado factores de riesgo asociados al incremento de la fragmentación del ADN como varicocele, criptoquidia, edad avanzada, teratozoopermia severa, episodios de fiebre alta, radio y quimioterapia.  

El daño en el material genético puede ser  de simple y/o  doble cadena y ha podido ser evaluado por diversos métodos, destacando entre ellos la técnica de TUNEL ( deoxynucleotidyl-transferase-mediated-dUTP-nick-end-labelling). 

A lo largo de las pasadas décadas una gran variedad de procedimientos estandarizados han sido desarrollados con algunas modificaciones. Estas técnicas convencionales de separación espermática pueden ser clasificadas en base a que utilicen centrifugación, filtración o migración espermática.

En búsqueda de un método no invasivo que permita dar solución  a los altos niveles de fragmentación del ADN y apoptosis celular en espermatozoides se ha descrito el uso de columnas de anexina V acopladas a pequeñas esferas metálicas (microbeads) recubiertas de un polímero biodegradable (50nm de diámetro). Las mismas pueden ser usadas para separar espermatozoides muertos y apoptóticos cuando se les somete a un campo magnético de alto poder en una columna de afinidad. Este procedimiento de separación o filtrado molecular se denomina “Magnetic- Activated Cell Sortin, MACS”, o Separación Magnética por Columnas de Anexina. El principio consiste en que los espermatozoides con externalización de fosfatidilserina  y membranas plasmáticas deterioradas se unirán a anexina V que, acopladas a las microesferas, quedarán adheridas  a la columna de separación (fracción positiva). Por otro lado, los espermatozoides no apoptóticos con membranas intactas no se unirán a Anexina V y pasarán libremente a través de la columna (fracción negativa). De esta manera se logra la selección de espermatozoides no apoptóticos y se enriquece la muestra con espermatozoides que aumentan el potencial de fertilización en una técnica de reproducción asistida.

La  responsabilidad del éxito reproductivo está compartida entre el gameto masculino y femenino.

Prestando especial atención al varón, su contribución se estima en un 20% como factor único y un 50 % en conjunción con el factor de infertilidad femenina. Por este motivo es imprescindible disponer de criterios objetivos para  realizar la selección de espermatozoides con una mayor posibilidad de conseguir embriones competentes que resultan en un recién nacido vivo sano.

Es importante destacar, que a diferencia con otras técnicas, ésta es eficaz en la reducción del número de espermatozoides preapoptóticos y fragmentados, disminuyendo solamente en un 20% la movilidad de estos y aumentando su supervivencia.
La inclusión de esta técnica en centros de reproducción asistida evidencia una mejoría de los resultados obtenidos en ciclos de fertilidad a través de ICSI.

Bibliografía:

- Vanesa Rawe, Gustavo Álvarez, Heydy Uriondo, Sergio Papier, Sandra Miashik, Floroncis Nadir. Separación magnética por columnas de anexina V: filtrado molecular para la selección de espermatozoides no apoptóticos. Reproducción 2009; 24: 104-114

- MS. Cristian Alvarez Sedo, MS. Mariano Lavolpe, MS Heydy Uriondo,  et col. Nuclear vacuoles and apoptosis markers afeter annexin V  columnns in patients with severe teratozoospermia.

- Paaschu, Grunewald S, Fitald G et col ( 2003) . Deterioration of plasma membrana is associated  with activated caspasas in human espermatozoo. Journal Andrology 24: 246-252.

 

Laura Díaz López, Lorena Revilla Gutíerrez, María Tresguerres Fernández

UN IMÁN PARA ESPERMATOZOIDES

Un novedoso avance tecnológico permite, a través de un método sencillo, obtener las células sexuales masculinas sanas para utilizarlas en técnicas de reproducción asistida. La Dra.Vanesa Rawe, del Centro de Estudios de Ginecología y Reproducción (Cegyr) lideró una investigación para obtener un método que permita seleccionar espermatozoides sanos excluyendo aquellos con anomalías en la estructura del DNA.
De cada seis parejas en edad fértil, una tiene dificultades a la hora de concebir hijos de manera natural; de ahí el auge de las clínicas de reproducción asistida en la actualidad. Alrededor del 40% de estos problemas son causados por la mala calidad de los espermatozoides, a pesar de la creencia popular de que la responsabilidad radica en la mujer.

Cuando una pareja se acerca a un centro de reproducción, se le indican varios estudios, entre ellos, la primera evaluación del varón a través del llamado espermiograma, que consiste en un análisis básico de laboratorio para observar volumen, movilidad, concentración y morfología entre otros. A este primer análisis se le han sumado nuevos estudios más sofisticados de biología celular y molecular, que profundizan en el estudio del varón permitiendo ver algunos problemas no detectados por el espermiograma básico, como la apoptosis o muerte celular programada. Ésta involucra una serie de procesos que terminan en la fragmentación del material genético o ADN. Se demostró que muchas parejas que no conseguían el embarazo tenían altos niveles de lesiones a este nivel. Cuanto más comprometida está la integridad del material genético peor será el pronóstico de lograr un embarazo a término, por eso resulta necesario asegurarse de que el material genético de los espermatozoides es de buena calidad antes de proceder a realizar cualquier técnica de reproducción asistida y poder esperar así un buen resultado en la misma.

Los espermatozoides alterados tienen propiedades diferentes a los sanos y al filtrarlos se seleccionan los normales para la fecundación del óvulo. Entre estas propiedades se encuentra que los espermatozoides con fragmentación del ADN presentan una proteína en su membrana que tiene afinidad por la anexina V. Ésta se acopla a pequeñas esferas metálicas recubiertas de un polímero biodegradable. Las esferas se incuban con la muestra de espermatozoides que queremos separar,  formándose  un complejo en aquellos espermatozoides que estén dañados.  La muestra así procesada se  hará pasar por una columna que posee un campo magnético, facilitando así que los espermatozoides que se unieron a la anexina V  queden adheridos a la columna y los sanos fluyan a través de la misma para luego recuperarlos y utilizarlos en la técnica de reproducción asistida.

Con este procedimiento tan sencillo se ha logrado disminuir los niveles de fragmentación del ADN espermático en todos los casos. De esta manera, se enriquece la muestra de espermatozoides sanos, ofreciendo al paciente más posibilidades para la formación de un embrión con mayor  potencial de implantación y embarazo.

Bibliografía:

-    www.asebir.com

-   www.cegyr.com

-  http://www.rbmojournal.com/ 

 

Laura Díaz López, Lorena Revilla Gutiérrez, María Tresguerres Fernández.

Wi-Fi !!!! El terror de los espermatozoides!!!! ¿Futura extinción?

¿Recordáis el capitulo de los Simpson, en el que Homer recibe un premio amañado porque en realidad ha firmado unos papeles que no hacen responsable a la central nuclear del señor Burns, de la pérdida de su fertilidad?    

Refresquemos la memoria....   Temporada 3, Episodio 59. Hermano, ¿me prestas dos monedas?

En un análisis del semen de Homer, ven que la radiación ha afectado a sus espermatozoides y a parte de tener pocos, casi no se mueven y a lo loco, mientras que los de Smithers son abundantes coordinados y se mueven!

Todo esto tiene una explicación y Smithers tiene razón, la radiación provocó que el semen de Homer perdiera calidad (a parte de la poca que tenia, tantas rosquillas….)

¿Nunca os habéis preguntado porque pasa esto? 

Los espermatozoides tienen DNA y ahí va la información que junto con la del óvulo dará un futuro embrión, por eso son importantes. Todas las condiciones ambientales, desde la comida que ingerimos, hasta poner un portátil sobre el regazo afectan a estas pequeñas pero importantes células.

Como salía en el capitulo y dijimos antes, los espermatozoides eran pocos, se movían despacio y en el mismo lugar, se debe a que la radiación produce radicales libres (que son los que  también envejecen) dañan las mitocondrias, estas mitocondrias producen energía para el movimiento del espermatozoide y si están dañadas, éste no se moverá como debe.

Los ROS o radicales libres también afectan al DNA haciendo que aunque el espermatozoide parezca estar sano físicamente, por dentro no funcione como debe y por lo tanto pueda dar a problemas en el embarazo o en el desarrollo del futuro embrión.

Como esto es muy importante y preocupa bastante, se investigó si otro tipo de radicaciones afectaban al esperma como lo hace la radiación nuclear, la que Homer sufría.

Y resultó que la radiación que emite el WIFI de los ordenadores portátiles afecta a los espermatozoides, esto se descubrió al tratar muestras de semen en las condiciones que sufriría un joven con el ordenador sobre el regazo durante al menos 4 horas seguidas en las que el ordenador estuviese descargando y subiendo archivos, a una distancia de los testículos de  3 cm.

Se midió la viabilidad, que en el caso de Homer serían los espermatozoides que se mueven.

La motilidad, que si comparamos a Homer con Smithers, los de Smithers tienen moviemientos rápidos, tanto que se salen del objetivo del microscópio, serían espermatozoides mótiles progresivos, mientras que los de Homer son erráticos se mueven despacio, poco y sobre el mismo sitio. Para medir todo esto, se usa una cámara en la que se introduce una muestra del semen, llamada cámara Makler.

Además un homer-espermatozoide, estaba quieto y durmiendo, como si su cabeza estuviese dañada, esto concuerda con un análisis de daño en el DNA.

Para asegurarse que el DNA está sano se usan una técnica especial, la cual se llama TUNEL y mide la proporción de fluorescencia en relación con el daño de DNA, cuanto más daño, más fluorescencia.

¿Y qué descubrieron?

Descubrieron que el DNA de los espermatozoides que fueron irradiados con el WIFI estaban mucho más dañados y que tenían menor motilidad de los espermatozoides progresivos.

Esto es producido en el espermatozoide porque tiene unas proteínas que reparan daños en el DNA y la radiación del WIFI las bloquea, lo que provoca que se fragmente el DNA. Para asegurarse que solo fuese daño provocado por el WIFI la temperatura se midió y se mantuvo constante a 25ºC.

A pesar de los estudios que se han hecho y que nos dan idea del daño que causan estas  radiaciones, no podemos asegurar que todo el daño se deba a las mismas, se necesitarían hacer más estudios de otros factores que influyen en este daño.

Bibliografía:

- Use of laptop computers connected to internet through Wi-Fi decreases human sperm motility and increases sperm DNA fragmentation.

Conrado Avendaño, M.S.Arieda Mata, M.S, César A. sanchez Sarmiento,M.D.,Ph.D.,

Gustavo F.Doncel, M D., Ph.D

Fertil and Sterillity,Vol 97. No 1, January 2012

- Video youtube. Homero

Máster en Biología y Tecnología de la Reproducción.

Rocio Camporro Vázquez

David Llaneza Suárez

Lorena Solano Alonso