• Domingo, enero 20, 2019

El conocimiento profundo de la biología del espermatozoide revela nuevas estrategias para desarrollar un anticonceptivo masculino

Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/003/19
Ciudad de México, 7 de enero de 2019

  • Una de ellas es la que tiene como blanco las proteínas que son únicas del espermatozoide, que por lo tanto reducen los potenciales problemas de inespecificidad, que participan en funciones importantes y cuyo bloqueo impediría la función del gameto masculino. Esta investigación en México la lidera el doctor Alberto Darszon, experto en fisiología del espermatozoide.
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El doctor Alberto Darszon Israel, especialista con más de 30 años de estudio sobre la fisiología del espermatozoide, es investigador del Instituto de Biotecnología de la UNAM- Morelos, miembro de la Academia Mexicana de Ciencias y lidera en nuestro país la investigación que busca desarrollar un eficaz anticonceptivo masculino.
Foto: Elizabeth Ruiz Jaimes/AMC.
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Tras la revolución sexual que supuso la creación del primer anticonceptivo oral femenino en los albores de los años cincuenta, que alcanzó su popularización en la década siguiente y que hoy lo utilizan más de 225 millones de mujeres alrededor del planeta, el anticonceptivo masculino es, desde hace varios años, objeto de investigación de diversos grupos de científicos alrededor del mundo.

Los tratamientos hormonales que en la actualidad se encuentran en distintas fases de prueba y estudio consideran pastillas anticonceptivas, tratamientos inyectables y un gel.

En México, donde se llevó a cabo la investigación básica para la elaboración del anticonceptivo oral femenino con el trabajo del mexicano Luis Miramontes, el búlgaro-austriaco-estadounidense Carl Djerassi y el húngaro-mexicano George Rosenkranz, ahora se busca nuevamente realizar una contribución al mundo con la identificación de compuestos químicos altamente selectivos que sirvan para la creación de un eficaz anticonceptivo masculino. De contar con un método con estas características, la responsabilidad de la concepción no solo recaerá en la mujer, sino será una decisión y una responsabilidad compartida.

El proyecto mexicano se lleva a cabo de manera conjunta en dos centros de investigación, en el Laboratorio Nacional de Canalopatías (LNC), que alberga el Instituto de Fisiología celular de la UNAM, y el Consorcio de Fisiología del Espermatozoide del Instituto de Biotecnología (IBt), de la misma casa de estudios con sede en Morelos. El trabajo que realizan los investigadores Arturo Hernández Cruz y Arturo Picones Medina, en el LNC, y Alberto Darszon Israel, en el IBt, líder del proyecto, está destinado a buscar un compuesto que pueda bloquear o inhibir de manera selectiva alguna función fundamental del gameto masculino (espermatozoide), como su movilidad, la cual está mediada por el canal iónico CatSper, específico del espermatozoide.

Los canales iónicos son proteínas que se encuentran en la membrana celular y que en condiciones normales regulan de manera muy precisa el paso de los iones al interior y al exterior. Los canales iónicos que más se estudian son los de potasio, calcio y cloro, los cuales son indispensables para el funcionamiento de los organismos.

CatSper es el canal iónico proteico que controla el flujo del calcio al interior de la cola del espermatozoide y realiza una función fundamental regulando su movimiento. De acuerdo con la literatura científica, CatSper se encuentra únicamente en la sección principal de la cola del espermatozoide y en ninguna otra parte del cuerpo. Lo anterior hace posible pensar en un anticonceptivo cuyo blanco de ataque sea CatSper, que ocasionaría menos efectos secundarios en comparación con un anticonceptivo a base de hormonas.

Darszon Israel, especialista con más de 30 años de estudio sobre la fisiología del espermatozoide; Hernández Cruz, experto en fisiología celular; y Picones Medina, biofísico y electrofisiólogo con amplia experiencia en el campo farmacéutico, comenzaron en el verano de 2015 los experimentos para poner a prueba la primera batería de sustancias capaces de inhibir al canal CatSper del espermatozoide de humano.

Los bloqueadores de mayor potencia identificados han sido, hasta ahora, las toxinas de animales ponzoñosos. Para fortuna del trabajo de investigación científica que se lleva a cabo en México se cuenta con la colaboración de tres de los expertos mundiales en el campo de las toxinas de alacrán, araña y víbora, que también laboran en el IBt: Lourival Possani, Alejandro Alagón y Gerardo Corzo.

Hallar un bloqueador muy potente en bajas concentraciones que inhiba a los canales iónicos en la membrana del espermatozoide, de manera particular a CatSper, sería la primera parte de la historia, porque la segunda debe demostrar que no bloquea ninguna otra función en el organismo.

Primero es necesario tener una forma sencilla de medir la actividad del canal de interés. En el Laboratorio Nacional de Canalopatías se está midiendo cómo se eleva el calcio intracelular cuando la progesterona activa a CatSper del espermatozoide de humano. Así, se han probado cientos de fracciones de toxinas de víboras venenosas. Después de encontrar tres candidatos, estos deben estudiarse para determinar su especificidad, y es en esta etapa en la que se encuentra el proyecto.

Estas fracciones se caracterizarán usando electrofisiología tradicional; es decir, un experto realizando manualmente el patch clamp, que serviría de referencia y confirmación, para luego pasar a la caracterización del compuesto. Por otra parte, se seguirán probando al menos otras 400 fracciones.

Una de las herramientas que ha sido fundamental para el avance de esta investigación, como se ha dicho, ha sido el sistema automatizado de patch camp, un robot que cuenta con brazos electrónicos que efectúan de manera simultánea el trabajo que harían 16 electrofisiólogos, lo que permite acelerar los experimentos. “Esperamos que en el futuro próximo podamos explorar varias toxinas usando esta estrategia”, señaló el doctor Darszon, miembro de la Academia Mexicana de Ciencias.

El experto agregó en entrevista que se sigue sin poder contestar una serie de preguntas fundamentales sobre los mecanismos que regulan el comportamiento del espermatozoide. Por ejemplo, “no sabemos qué canales iónicos participan en la reacción acrosomal que se requiere para que el espermatozoide fecunde al óvulo. Todavía cabe la posibilidad de que hubiera un transportador o una proteína específica del espermatozoide, como los canales CatSper y Slo3 y el intercambiador Na+/H+, que fuesen buenos candidatos para buscar inhibidores específicos”, expuso.

La búsqueda de un bloqueador especifico no se restringe a las toxinas animales, pues de poder contar con más presupuesto para continuar el proyecto, subraya el doctor Darszon Israel, se deberían buscar también inhibidores específicos en bibliotecas químicas existentes con miles de compuestos que usa la industria farmacéutica para tratar de encontrar curas a muchos padecimientos diferentes.

Una investigación que enfrenta la adversidad
Aun cuando existe una clara necesidad para un anticonceptivo masculino, la investigación en este campo ha sido de alguna manera tortuosa al enfrentarse inicialmente con reticencias sociales, fracasos, efectos secundarios y ahora limitaciones en cuanto a los altos costos de la investigación y las bajas ganancias que medicamentos de amplio uso permiten, reconoció el especialista del IBt. A pesar de lo anterior, en los últimos años se ha incrementado el interés en un anticonceptivo masculino en todo el mundo.

Andrógenos externos y progestenos que apuntan a inhibir indirectamente la producción de espermatozoides han tenido éxitos parciales con efectos reversibles en algunos casos. Sin embargo, la presencia de efectos secundarios indeseables sigue siendo un problema. En la actualidad se llevan a cabo pruebas y se intenta generar un método usando análogos hormonales como una píldora anticonceptiva masculina o inyecciones de larga duración.

También se están desarrollando métodos no-hormonales que, por ejemplo, ocluyen reversiblemente el transporte espermático con un polímero (gel). No obstante, se siguen presentando problemas de reversibilidad a largo plazo y efectos secundarios.

Por último, se tienen como blanco las proteínas que son únicas del espermatozoide, que por lo tanto reducen los potenciales problemas de inespecificidad, que participan en funciones importantes y cuyo bloqueo impediría la función del espermatozoide. Entre estas últimas se encuentran los transportadores que ha mencionado líneas arriba Alberto Darszon.

Fabiola Trelles Ramírez.

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