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# Biología# Biología celular

El papel de BEND2 en la fertilidad femenina

La investigación revela cómo el gen BEND2 afecta la salud reproductiva de las mujeres.

Ignasi Roig, Y. Huang, N. Bucevic, C. Coves, N. Felipe-Medina, M. Marcet-Ortega, N. Nikou, C. Madrid-Sandin, N. Ferrer Miralles, A. Iborra, A. M. Pendas

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A medida que las mujeres envejecen, su capacidad para tener hijos disminuye. Este proceso natural, conocido como envejecimiento reproductivo, implica una reducción en la cantidad y calidad de los óvulos en los ovarios. Esta disminución dificulta que las mujeres queden embarazadas y puede llevar a problemas como la infertilidad o la menopausia temprana. Un factor clave en este proceso es la cantidad de óvulos disponibles en los ovarios, conocida como Reserva ovárica.

Reserva Ovárica y Su Importancia

La reserva ovárica se establece antes de que una chica nazca y se refiere a la cantidad de óvulos inmaduros (folículos primordiales) presentes en los ovarios. Estos óvulos son los que las mujeres necesitan para concebir durante sus años Reproductivos. El equilibrio entre cuántos óvulos se reclutan y cuántos mueren (un proceso llamado atresia) determina qué tan rápido disminuye la reserva ovárica y afecta cuánto tiempo puede tener hijos una mujer. Los científicos están estudiando diferentes factores que afectan la reserva ovárica para comprender mejor cómo ocurre el envejecimiento reproductivo.

Descubriendo Nuevos Genes

Con el avance de la ciencia, nuevas tecnologías permiten a los investigadores encontrar genes que juegan un papel en la reproducción. Un gen que ha llamado la atención se llama Bend2. Se cree que este gen influye en el crecimiento de las células reproductivas en los mamíferos. Bend2 es parte de una familia de proteínas que ayudan a gestionar diversas funciones celulares, incluyendo cómo se activan o desactivan los genes.

Antes, Bend2 se había relacionado con el desarrollo de otros órganos, pero su papel en el desarrollo de óvulos (oogénesis) no se ha estudiado a fondo. Dado que Bend2 se encuentra en el cromosoma X, los ratones machos con mutaciones en este gen no se reproducen, lo que dificulta estudiar su función en hembras.

Examinando Bend2 en Ratones Hembras

Para entender mejor cómo Bend2 afecta el desarrollo de óvulos, los investigadores crearon un tipo especial de mutación en Bend2 que no afecta la Fertilidad masculina. Al examinar ratones hembras con esta mutación, los científicos buscaron aprender cómo la falta de Bend2 impacta la calidad de los óvulos, el desarrollo de los folículos (que albergan los óvulos) y la vida reproductiva en general.

Sus hallazgos ayudaron a arrojar luz sobre los factores genéticos que podrían contribuir a la infertilidad en humanos y mejorar las herramientas de diagnóstico para identificar causas de infertilidad.

El Papel de BEND2 en la Reproducción Masculina

Durante la búsqueda de las funciones de Bend2, los investigadores encontraron que a menudo está presente en los núcleos de las células que se desarrollan en espermatozoides en las primeras etapas de la reproducción. Descubrieron una nueva versión del gen Bend2, que se encuentra específicamente en los testículos masculinos y en los ovarios tempranos de hembras. Esta versión es probablemente importante para el desarrollo tanto de espermatozoides como de óvulos.

Al producir anticuerpos para detectar Bend2 en muestras de testículos, los científicos encontraron que está presente principalmente en ciertas etapas del desarrollo de espermatozoides. Esto sugiere que Bend2 juega un papel significativo en los procesos reproductivos masculinos.

A pesar de la ausencia de BEND2 completo en ratones machos con mutaciones, estos ratones aún produjeron espermatozoides con éxito y parecían saludables. Este resultado desconcertante indicó que, si bien Bend2 contribuye al desarrollo de espermatozoides, puede no ser absolutamente esencial para el proceso.

Apoptosis y Daño en el ADN en Ratones Deficientes en BEND2

Para entender mejor la función de BEND2, los investigadores desarrollaron ratones que carecían de este gen. Estos ratones parecían similares a sus contrapartes normales, pero se les probó para medir los niveles de muerte celular durante el proceso de creación de espermatozoides. Los científicos encontraron que, aunque hubo un aumento en la muerte celular en los ratones mutados, no alteró drásticamente el desarrollo de los espermatozoides.

Al analizar la organización de los cromosomas y el progreso del desarrollo de espermatozoides, los investigadores observaron que las células espermáticas de los ratones deficientes en BEND2 pudieron completar su desarrollo normalmente, aunque con algunos cambios menores. Sin embargo, notaron que hubo un aumento en ciertos marcadores de daño en el ADN durante algunas etapas de la formación de espermatozoides.

Estos hallazgos sugirieron que, si bien BEND2 no es estrictamente necesario para el desarrollo de espermatozoides, sí juega un papel en mantener el correcto funcionamiento del proceso reproductivo y en prevenir daños excesivos en el ADN.

Impacto de BEND2 en la Reproducción Femenina

Cuando los investigadores observaron ratones hembras que carecían de BEND2, notaron problemas mucho más significativos en comparación con los machos. Aunque estas ratonas aún podían reproducirse, tenían menos crías de lo normal. Los ovarios de estos ratones eran más pequeños, lo que indica un posible problema con su capacidad para producir óvulos.

Para investigar más los efectos de la falta de BEND2, los científicos analizaron la estructura ovárica de ratones hembras jóvenes, adolescentes, adultas y mayores. Encontraron una reducción importante en la cantidad de óvulos inmaduros disponibles al nacer. Esta disminución en la cantidad de óvulos en la vida temprana llevó a que menos óvulos se desarrollaran en folículos maduros y, en última instancia, a una fertilidad reducida en la adultez.

Observaciones Sobre el Desarrollo de Óvulos

En detalle, los estudios revelaron que las ratonas deficientes en BEND2 mostraron una disminución notable en el total de óvulos inmaduros poco después de nacer, lo que continuó en la adultez. Esto sugiere que las mutaciones en BEND2 podrían llevar a un agotamiento prematuro de la reserva de óvulos, explicando aún más el menor número de crías.

Además de las diferencias en el conteo de óvulos, los investigadores también analizaron qué tan bien se desarrollaban los óvulos durante el proceso reproductivo. Analizaron muestras de los ovarios de los ratones y encontraron evidencia de un aumento en el daño en el ADN de los óvulos. Este daño estaba relacionado con una incapacidad para reparar ciertos tipos de rupturas en el ADN, lo que podría llevar a problemas con la fertilización y el desarrollo del embrión.

Perspectivas Genéticas Sobre la Calidad de los Óvulos

Un factor importante que afecta la calidad de los óvulos es qué tan bien estos sufren un proceso llamado recombinación durante la división celular. Los investigadores descubrieron que los óvulos de hembras deficientes en BEND2 tenían menos marcadores de recombinación exitosa, lo que indica un problema con el desarrollo de los óvulos. Esto, en última instancia, contribuyó a los tamaños de camada más pequeños observados en estas hembras.

Mientras estudiaban estos procesos, los científicos también exploraron cómo BEND2 podría interactuar con retrotransposones, que son secuencias de ADN que pueden moverse dentro del genoma. Normalmente, estos elementos pueden causar rupturas en el ADN, lo que lleva a un daño potencial.

Al examinar la relación entre BEND2 y los retrotransposones, los investigadores encontraron que los niveles de actividad de ciertos retrotransposones eran más bajos en los ratones deficientes en BEND2. Esto sugiere que BEND2 podría jugar un papel en regular estos elementos, afectando aún más el proceso reproductivo.

Resumen de Hallazgos

En general, esta investigación destacó el papel esencial de BEND2 en la salud reproductiva femenina. Mientras que los ratones machos sin Bend2 tenían problemas relativamente menores, los efectos en la reproducción femenina fueron mucho más pronunciados. El estudio mostró que BEND2 es vital para mantener un suministro saludable de óvulos a lo largo de la vida de una mujer.

Los resultados también indicaron posibles vínculos entre BEND2 y problemas reproductivos comunes en humanos, como la insuficiencia ovárica prematura. Entender cómo opera BEND2 podría ayudar a identificar factores genéticos que contribuyen a problemas de fertilidad en mujeres hoy en día.

Al revelar la importancia de BEND2 en la salud reproductiva, esta investigación abre nuevas vías para futuros estudios enfocados en tratamientos de fertilidad y pruebas genéticas potenciales para identificar individuos en riesgo. Estos conocimientos podrían llevar a una mejor gestión de los problemas reproductivos y a mejores resultados para las mujeres que enfrentan desafíos de fertilidad.

Fuente original

Título: The full length BEND2 protein is dispensable for spermatogenesis but required for setting the ovarian reserve in mice

Resumen: Infertility affects up to 12% of couples globally, with genetic factors contributing to nearly half of the cases. Advances in genomic technologies have led to the discovery of genes like Bend2, which plays a crucial role in gametogenesis. In the testis, Bend2 expresses two protein isoforms: full-length and a smaller one. Ablation of both proteins results in an arrested spermatogenesis. Because the Bend2 locus is on the X chromosome, and the Bend2-/y mutants are sterile, BEND2s role in oogenesis remained elusive. In this study, we employed a novel Bend2 mutation that blocks the expression of the full-length BEND2 protein but allows the expression of the smaller BEND2 isoform. Interestingly, this mutation does not confer male sterility and mildly affects spermatogenesis. Thus, it allowed us to study the role of BEND2 in oogenesis. Our findings demonstrate that full-length BEND2 is dispensable for male fertility, and its ablation leads to a reduced establishment of the ovarian reserve. These results reveal a critical role for full-length BEND2 in oogenesis and provide insights into the mechanisms underlying the establishment of the ovarian reserve. Furthermore, these findings hold relevance for the diagnostic landscape of human infertility.

Autores: Ignasi Roig, Y. Huang, N. Bucevic, C. Coves, N. Felipe-Medina, M. Marcet-Ortega, N. Nikou, C. Madrid-Sandin, N. Ferrer Miralles, A. Iborra, A. M. Pendas

Última actualización: 2024-12-20 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.06.579114

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.06.579114.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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