Los investigadores han creado organoides testiculares cultivados en laboratorio que se parecen mucho a los reales. El avance proporciona un modelo prometedor para la investigación que puede mejorar nuestra comprensión del desarrollo de los órganos y traducirse en aplicaciones terapéuticas para la infertilidad masculina.
Los organoides, miniórganos tridimensionales cultivados en laboratorio derivados predominantemente de células madre, han abierto nuevas formas de modelar los órganos que imitan, incluida la investigación de estados patológicos y la prueba de agentes terapéuticos. Durante la última década, hemos visto miniaturas. sesos, corazones, pulmones, estómagosy dos puntos que han aumentado en complejidad y funcionalidad. Sin embargo, actualmente no existe ningún organoide para modelar los testículos.
Investigadores de la Universidad Bar-Ilan, Israel, han cambiado eso, cultivando organoides testiculares (esa es la palabra para un solo testículo) a partir de células de ratón neonatales que generan estructuras que se asemejan a los testículos de la vida real.
«Los testículos artificiales son un modelo prometedor para la investigación básica sobre el desarrollo y la función de los testículos, que puede traducirse en aplicaciones terapéuticas para los trastornos del desarrollo sexual y la infertilidad», dijo Nitzan Gonen, autor correspondiente del estudio.
El desarrollo disfuncional de los testículos puede causar trastornos del desarrollo sexual (DSD), actualmente más comúnmente conocidos como intersexualidad, un grupo de condiciones raras que involucran genes, hormonas y órganos reproductivos, incluidos los genitales. El desarrollo disfuncional también puede contribuir a la infertilidad masculina, una condición sobre la cual se sabe poco sobre los mecanismos genéticos y ambientales subyacentes.
Los investigadores comenzaron con testículos de ratones neonatales en lugar de testículos embrionarios. En comparación con los neonatales, los testículos embrionarios se traducen en menos células testiculares disponibles. Los ratones utilizados en el estudio habían sido modificados genéticamente para permitir a los investigadores rastrear la presencia y el estado de las células de Sertoli, que son esenciales para la formación de los testículos y la producción y desarrollo de los espermatozoides (espermatogénesis).
Se recolectaron testículos completos de ratones de cuatro a siete días de edad; Las células testiculares inmaduras se disociaron en células individuales y se volvieron a ensamblar en un medio de cultivo que contenía factores normalmente presentes en los testículos. Los investigadores utilizaron un sistema de cultivo 3D para respaldar una mejor formación y mantenimiento de organoides testiculares. Para el segundo día, las células habían formado organoides transparentes y continuaron creciendo en tamaño durante nueve semanas, momento en el que colapsaron.
Los testículos comprenden dos compartimentos principales: los cordones testiculares que luego se convierten en los túbulos seminíferos productores de esperma y el área intersticial, soporte mecánico de los túbulos seminíferos y productor de testosterona. Ambos contienen tipos de células específicos. A los 21 días, los organoides contenían todos los principales tipos de células testiculares, incluidas las células de Sertoli, organizadas de una manera que se parecía mucho a los testículos reales. Las células de Sertoli formaron numerosas estructuras tubulares similares a los túbulos seminíferos.
A pesar de la relativa conveniencia de crear organoides testiculares utilizando células neonatales extraídas de ratones recién nacidos, los investigadores intentaron utilizar células embrionarias, que debían ser extraídas de hembras preñadas. Su pensamiento era el siguiente: las células neonatales tienen un uso limitado porque muchos trastornos relacionados con el desarrollo y la disfunción de los testículos ocurren en la etapa embrionaria. Utilizando la misma técnica, cultivaron con éxito organoides testiculares a partir de células embrionarias de ratón con estructuras tubulares más bien definidas que los organoides derivados de células neonatales. Cuando los investigadores intentaron utilizar células testiculares adultas, no pudieron formar un organoide.
Si bien los organoides testiculares no lograron producir espermatozoides, hubo signos que sugerían que podría ser posible. La espermatogénesis es un proceso prolongado en el que las células madre de los espermatozoides se someten a meiosis (división celular) para formar espermátidas que se convierten en espermatozoides maduros. Los investigadores encontraron una expresión de bajo nivel de marcadores de meiosis en los organoides que parecían depender del tiempo, principalmente entre los días 21 y 42, lo que puede indicar la existencia de pequeñas cantidades de espermatozoides completamente maduros en las últimas etapas del cultivo de organoides.
El gran parecido de los organoides con los testículos reales significa que pueden usarse para mejorar nuestra comprensión de los mecanismos involucrados en la determinación del sexo y proporcionar soluciones para la infertilidad masculina.
En el futuro, los investigadores planean producir organoides a partir de muestras humanas. Un organoide testicular producido a partir de células humanas podría, por ejemplo, ayudar a los niños que reciben tratamiento contra el cáncer, lo que puede afectar su capacidad para producir espermatozoides funcionales. Imaginan recolectar espermatozoides inmaduros que se congelan y luego se usan para crear un organoide fértil productor de espermatozoides.
El estudio fue publicado en la revista Internacional Revista de Ciencias Biológicas.
Fuente: Universidad Bar Ilán