Estudio de la expresión génica y polimorfismos relacionados con la espermatogénesis y la infertilidad

Resumen

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la infertilidad es un problema de salud global que afecta a millones de personas en todo el mundo. La infertilidad se define como la incapacidad de concebir tras 12 meses de relaciones regulares sin protección. La prevalencia puede alcanzar el 10,5% de la población española, afectando a unas 900.000 parejas en dicho país. Objetivos Esta tesis se divide en dos diferenciados capítulos, que tienen como objetivo común aumentar el conocimiento de los mecanismos moleculares implicados en la reproducción y, por tanto, mejorar el diagnóstico de la infertilidad y las tasas de reproducción asistida. En el primer capítulo se analiza la expresión génica de testículo para comprender los procesos moleculares implicados en el desarrollo del espermatozoide. Para ello, utilizamos un modelo de primate no humano, el babuino (Papio anubis). El segundo capítulo pretende mejorar los métodos de selección embrionaria, basándose en los polimorfismos presentes en genes potencialmente implicados en la implantación y desarrollo embrionario temprano. De esta forma se pretende aumentar las posibilidades de éxito en las transferencias de embriones. Metodología Para abordar el primer capítulo, se utilizaron 8 muestras testiculares, 4 de babuinos inmaduros y 4 de maduros. El estado de madurez se corroboró mediante características anatómicas e histológicas. El ARN de cada muestra se analizó mediante la tecnología RNA-seq. Los resultados obtenidos se procesaron mediante un análisis bioinformático, donde las secuencias se pseudoalinearon con los transcriptomas de referencia (Panubis1.0 y hg38) y se compararon entre los grupos (maduros e inmaduros). Los genes expresados diferencialmente (logFC≥|2| y FDR<0,01) se utilizaron para evaluar su posible papel en la espermatogénesis. En el segundo capítulo, se utilizaron muestras de ADN de 131 embriones, que habían sido sometidos a una biopsia. Por un lado, se diseñó un panel Ampliseq, eligiendo 33 genes relacionados con la implantación y desarrollo gestacional temprano. Con este panel se analizaron todos los embriones y se evaluaron los polimorfismos detectados en función del tipo de mutación, genotipo, localización en el gen, posible fenotipo patogénico y su prevalencia en la población. Por otro lado, se utilizó la tecnología KASP para evaluar los polimorfismos c.677C>T y c.1298A>C del gen MTHFR de todos los embriones transferidos. Los resultados de estos análisis genéticos se compararon con los resultados clínicos tras la transferencia embrionaria. Resultados y conclusiones El análisis transcriptómico RNA-seq de los testículos de babuino anotó un total de 15.297 genes distintos del genoma Papio anubis. El análisis de expresión diferencial entre testículos maduros e inmaduros detectó 2029 genes sobreexpresados y 555 subexpresados en los testículos maduros. Algunos de los nuevos genes que aparecieron en este estudio son SPATA18, SPATC1, TMEM262, ARRDC5, SPATA31D1, TMEM239, LEMD1, FAM187B, C3orf22, C11orf42, TMEM31, TSPAN16, CT83, C7orf61 y SLC9C2. Se detectaron un total de 1897 genes no codificantes, donde destacan SPACA6, LINC00303 y LINC01121. Tras la evaluación de los polimorfismos genéticos de los embriones humanos (panel Ampliseq), se destacaron ARHGAP21, ENG, STAT3, PMM2 y GATA4 como posibles genes implicados en la implantación y desarrollo embrionario temprano, pudiendo ser utilizados como marcadores de selección embrionaria. Se ha detectado un posible efecto deletéreo de las variantes polimórficas homocigóticas chr17:40481601 C>T (STAT3) y chr16:8904956 G>A (PMM2). Además, se ha detectado un posible efecto deletéreo en otras mutaciones no detectadas hasta ahora en la población, incluso en heterocigosis, como chr10:24909241 C>T, chr10:24909164 G>A y chr10:249090 TC>T (ARHGAP21), o chr9:130578295 CAG>C (ENG). No se pudo confirmar la relación entre los polimorfismos del gen MTHFR y el resultado clínico tras la transferencia embrionaria. Sin embargo, se ha descrito por primera vez un embrión portador de la combinación polimórfica c.677TT y c.1298AC del gen MTHFR, que no implantó.