En un par de primicias mundiales, los científicos de la Universidad de Columbia Británica tienen células testiculares humanas impresas en 3D e identificaron los primeros signos más prometedores de las capacidades de producción de esperma.

Investigadores dirigidos por el Profesor Asociado de Urología de la Universidad de Columbia Británica Dr. Ryan FlaniganEspero que esta tecnología algún día ofrezca una solución para las personas con formas de infertilidad masculina que actualmente no son curables.

“La infertilidad afecta al 15 por ciento de las parejas, y los factores relacionados con los hombres son una causa que contribuye en al menos la mitad de esos casos”, dijo el Dr. Flanigan, cuyo laboratorio está ubicado en el Centro de Próstata de Vancouver en el Hospital General de Vancouver.

“Estamos imprimiendo en 3D estas células en una estructura muy específica que imita la anatomía humana, que creemos que es la mejor manera de estimular la producción de esperma. Si tiene éxito, esto podría abrir la puerta a nuevos tratamientos de fertilidad para parejas que actualmente no tienen otras opciones”. “

Dentro de los testículos humanos, los espermatozoides son producidos por pequeños tubos conocidos como túbulos seminíferos. En la forma más grave de infertilidad masculina, conocida como azoospermia no obstructiva (NOA), no hay espermatozoides en la eyaculación debido a la disminución de la producción de espermatozoides dentro de estas estructuras.

Si bien en algunos casos los médicos pueden ayudar a los pacientes de NOA con cirugía para encontrar espermatozoides extremadamente raros, el Dr. Flanigan dice que el procedimiento solo tiene éxito la mitad de las veces.

“Desafortunadamente, para la otra mitad de estas personas, no tienen ninguna opción porque no podemos encontrar su esperma”.

Estos son los pacientes que el equipo del Dr. Flanigan espera ayudar.

En el último estudio, los investigadores realizaron una biopsia para recolectar células madre de los testículos de un paciente que vivía con NOA. Luego, las células se cultivaron y se imprimieron en 3D en una placa de Petri en una estructura tubular hueca similar a los túbulos seminíferos que producen esperma.

Doce días después de la impresión, el equipo descubrió que las células sobrevivieron. No solo eso, han madurado hasta convertirse en muchas de las células especializadas involucradas en la producción de esperma y han mostrado un mantenimiento significativamente mejorado de las células madre de esperma, ambos signos tempranos de capacidades de producción de esperma. Los resultados del estudio se publicaron recientemente en Ciencia de la fertilidad y esterilidad.

“Es un gran hito, ver estas células vivir y comenzar a diferenciarse. Tenemos un largo camino por recorrer, pero eso hace que nuestro equipo sea muy optimista”, dijo el Dr. Flanigan.

El equipo ahora está trabajando para “entrenar” las células impresas para producir esperma. Para hacer esto, expondrían las células a diferentes nutrientes y factores de crecimiento y ajustarían la disposición estructural para facilitar la interacción de célula a célula.

Si pueden hacer que las células produzcan espermatozoides, esos espermatozoides podrían potencialmente usarse para fertilizar un óvulo a través de la fertilización in vitro, brindando una nueva opción de tratamiento de fertilidad para las parejas.

El programa de investigación del Dr. Flanigan también ha arrojado luz sobre los mecanismos genéticos y moleculares que contribuyen a la NOA. Utilizaron varias técnicas de secuenciación de células individuales para comprender la expresión génica y las características célula por célula, y luego aplicaron el modelado computacional de estos datos para comprender mejor las causas fundamentales de la afección e identificar nuevas opciones de tratamiento. El trabajo ha sido en gran parte colaborativo, con la participación de investigadores de la UBC en informática, matemáticas e ingeniería, así como colaboraciones internacionales.

“Estamos aprendiendo cada vez más que es probable que haya muchas causas diferentes de infertilidad y que cada caso es muy específico para cada paciente”, dijo el Dr. Flanigan. “Con esto en mente, adoptamos un enfoque personalizado y riguroso de la medicina: tomamos células del paciente, tratamos de comprender los defectos que son exclusivos de ellos y luego imprimimos en 3D y apoyamos las células de manera que superen las deficiencias originales. ”