Así descubrieron científicos mexicanos el verdadero movimiento de espermatozoides

La comprensión del movimiento de los espermatozoides abonaría a solucionar problemas relacionados con la infertilidad

espermatozoide
Foto: Captura YouTube - Polymaths Lab - University of Bristol
Ciencia y Salud 30/08/2020 10:27 Néstor Ramírez Vega CDMX [email protected] Actualizada 18:20

Han pasado más de 340 años desde que Anton van Leeuwenhoek observó por primera vez un espermatozoide. La tecnología de entonces, y la que se ha usado incluso en nuestros días, ha permitido que la gente tenga una concepción sobre el movimiento de estas células reproductivas, aunque su andar es diferente a lo observado.

“Todos hemos sido víctimas de un engaño del esperma”, ha sostenido Hermes Gadelha, jefe del Laboratorio de Polimatías en el Departamento de Matemáticas de la Ingeniería de la Universidad de Bristol, en Reino Unido, respecto a las observaciones que se han realizado debido a que son miradas hechas en dos dimensiones, mientras que el trabajo que han llevado a cabo difiere porque se realizó con microscopía en 3D.

Gadelha lideró el análisis matemático del movimiento del espermatozoide, pero también contó entre otras colaboraciones con el apoyo de los investigadores mexicanos Alberto Darszon, quien dirigió la parte teórica y experimental; y Gabriel Corkidi, responsable del diseño de ingeniería del sistema de adquisición de datos 4D.

Los miembros del Instituto de Biotecnología de la UNAM han estudiado desde mediados de la primera década del siglo XXI a los gametos masculinos, trabajo que en una etapa más corta los hizo merecedores del premio Image of Solutions of the Year. Ahora, con sus resultados más actuales, han podido entender que la forma en que se mueven los espermatozoides es distinta a como se ha pensado desde hace años.
 

Imágenes 3D para entender a los espermatozoides

 
El bioquímico Alberto Darszon recuerda en entrevista con EL UNIVERSAL que los primeros pasos de estos estudios fueron a través de los espermatozoides del erizo de mar, esto debido a que son un modelo muy empleado para la comprensión del nado de este tipo de células.

“Por las limitaciones tecnológicas los estudios siempre se habían hecho en dos dimensiones. Había la necesidad de desarrollar tecnología para poder hacerlo. Siempre que uno tiene una nueva herramienta para ver cosas nuevas se pueden descubrir cosas que antes no se habían podido ver”, indica el experto sobre los problemas de las herramientas con las que se han contado para la realización de estas series de trabajos.

El investigador indica que los nuevos resultados plantean una manera distinta de ver cómo bate el flagelo, “que obviamente habrá que corroborar y seguir estudiando con mucho cuidado”.

Para llevar a cabo los estudios, Gabriel Corkidi comenta que en materia tecnológica emplearon como primera instancia un telescopio óptico como el común que se utiliza, aunque pudo expandirlo a poder ver las tres dimensiones.

“En pocas palabras lo que hacemos es hacer oscilar la lente del microscopio a una velocidad muy rápida para que pueda capturar imágenes del objeto que estamos viendo en un volumen en tres dimensiones, combinado esto con una cámara de televisión muy rápida que puede tomar cinco mil imágenes por segundo”, apunta.

Al llevar a cabo la combinación de estas herramientas es que se puede adquirir un volumen por donde se desplaza la célula reproductiva, aunque el resultado de esta tecnología es la obtención de millones de datos.

“Cinco segundos de filmación de esta célula representan cerca de 30 mil imágenes, entonces se puede uno imaginar la cantidad de información que se acumula y que hay que analizar computacional y matemáticamente”, añade el docente mexicano.

Respecto a la complejidad del análisis que conlleva toda esta información comenta que para grabar cinco segundos del movimiento del esperma hay que invertir una gran cantidad de tiempo, pues incluso puede llevar una semana completa; “y si en nuestro estudio obtenemos 100 células que analizamos, ya son  100 semanas de experimentación más todos los años de conocimiento para poder llegar a establecer esos protocolos de trabajo”.

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Comprendiendo la ilusión óptica

El “engaño del esperma” al que se refería Hermes Gadelha no es más que un problema tecnológico y de observación, mismo que la actual tecnología ha podido llegar a comprender.

El investigador Gabriel Corkidi pone como caso de ejemplo a un sujeto que nada con un solo brazo en una alberca, poniendo al observador en un punto de gran altura.

“Evidentemente si nadara con un solo brazo no podría ir en línea recta; es como una lancha en donde se activa un solo remo, la lancha empezaría a girar.

“Imaginemos ahora que este nadador empieza a rotar sobre sí mismo, sobre el eje de su cuerpo, y sigue dando brazadas con un solo brazo. Si vemos desde arriba este movimiento parecerá que usa ambas extremidades porque cuando está boca abajo mueve el lado derecho y cuando está boca arriba girando parecerá que es el lado izquierdo. Claro, si lo ve a suficiente distancia como para no tener el detalle de cuál es la posición que tiene el deportista”.

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En un ensayo los expertos proponen otro ejemplo: “Si nos montáramos en la cabeza de esta célula como si fuera un caballo y nos abrazáramos fuertemente, veríamos que en la realidad, la cabeza de esta célula gira como un saca-corchos, y que el batido de su cola solo se mueve de la mitad hacia arriba y no de forma simétrica”.

Es a partir de este movimiento del que Gabriel Corkidi indica que se genera la ilusión óptica, pues el espermatozoide bate hasta cerca de 30 veces por segundo su flagelo de la mitad hacia un extremo de manera asimétrica, pero como también está rodando su cuerpo esto genera una impresión de simetría.
 

Comprensión en torno a la infertilidad

El investigador Alberto Darszon, del Instituto de Biotecnología de la UNAM, el movimiento del espermatozoide es muy importante para que se lleve a cabo la fecundación, por lo que comprender el bate del flagelo permitirá encontrar una de las razones por las que hay problemas de fertilidad.

Aún hay razones que no se han podido determinar respecto a la infertilidad, de ahí uno de los aportes que deja esta investigación en la que colaboran expertos de diversos centros de estudios.

“Alrededor del nueve por ciento de las parejas en el mundo tienen problemas de fertilidad, y de ese total la mitad más o menos está asociado a problemas del hombre. De todos esos casos, en el 75 por ciento no conocemos cuál es la causa de la infertilidad”, apunta el ganador del Premio Nacional de Ciencias y Artes 2009 en el área de Ciencias Físico-Matemáticas y Naturales.

Comprender cómo funciona el espermatozoide a nivel molecular otorga a los científicos más herramientas para resolver problemas que antes no tenían solución, luego que aún se desconocen propiedades y mecanismos del gameto masculino que pueden estar relacionados con problemas de fertilidad.

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“Conocemos muchísimo, pero hay muchas cosas que desconocemos. Tener mejores herramientas cada vez nos permite poder resolver más problemas. No solo en el caso del hombre y los problemas clínicos, sino en el campo de la ganadería y la pesca, que ahí la reproducción es fundamental también”, agrega.

Entre los planes de los científicos mexicanos está la mejora de las herramientas tecnológicas para ampliarla y poder ver con más detalle y duración.

”Ahorita con nuestra tecnología solo podemos ver cinco segundos de este tipo de nado, y queremos ampliarlo a minutos. Queremos ver cómo se comporta esta célula en tiempos más largos porque es una célula que de alguna manera toma decisiones cuando va nadando, cuando está siendo atraída hacia el gameto femenino”, dice Gabriel Corkidi.

Pudiendo observar más tiempo el batido del flagelo del espermatozoide, los expertos podrán obtener datos más precisos que se acerquen a la realidad en torno a estas células de las cuales aún queda por conocer.

nrv

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