Liofilización de gametos, una biotecnología reproductiva de futuro / Lydia Gil

Opiniones y Experiencias - 19 Nov, 2018

Lydia Gil Huerta
Departamento de Patologia Animal
 Facultad de Veterinaria - Universidad de Zaragoza
Instituto Agroalimentario de Aragón (IA2)

En el siglo XXI, el alto  valor genético de las razas ganaderas así como la necesidad de proteger las razas en peligro de extinción,  ha originado un incremento en el empleo  de distintas  técnicas de reproducción asistida tales como la Inseminación Artificial, Fecundación in vitro,  la Inyección Espermática Intracitoplásmatica (ICSI) o la Transferencia Nuclear. El uso de estas biotecnologías reproductivas ha hecho necesario el desarrollo de métodos eficaces de conservación de gametos, que garanticen tanto un  transporte a largas distancias como el almacenamiento durante periodos prolongados de tiempo,  así como unas mayores tasas de fertilidad.

La mayoría de los trabajos realizados sobre criopreservación seminal datan de las últimas cinco décadas, a pesar de que ya han transcurrido unos cuantos siglos desde que  se  publicasen por primera vez estudios en congelación de semen. Sin embargo, a pesar de toda la tecnología disponible actualmente relacionada con las técnicas de conservación, la tasa de fertilidad con semen congelado sigue siendo baja con respecto al semen fresco en la mayoría de las especies.

Hasta la fecha, la única herramienta con la que  se cuenta para preservar gametos  por tiempo prolongado y con buenos resultados es la congelación, pero este método supone el continuo uso de nitrógeno líquido  y de unos equipos susceptibles de sufrir daños. Cualquier variación en los niveles de nitrógenos o cualquier daño en dichos equipos de almacenamiento supone  que las muestras que contienen se vean afectadas. En muchas ocasiones son muestras muy valiosas, y que se vean dañadas implica pérdidas muy importantes a todos los niveles.

Esto ha llevado a que en los últimos años se han explorado nuevas opciones de preservación. Estudios realizados con semen liofilizado han demostrado que ésta es una técnica perfectamente válida para conservar espermatozoides y que a su vez permite vencer las desventajas que presenta la criopreservación. Supone un menor espacio de almacenamiento, un menor coste económico, la prevención del daño térmico, la inhibición del crecimiento microbiano y la obtención de un producto más barato, estable y fácil de transportar y almacenar. Tras el éxito obtenido en la liofilización de espermatozoides, este ámbito de estudio se está  implementado hacia otros tipos celulares como  células somáticas, células del cúmulus del ovocito o incluso los propios ovocitos.

De forma general, el  proceso de liofilización, independientemente de la muestra, comienza con una fase de congelación, continúa con la fase de secado primario y finaliza con el secado secundario. La primera fase (congelación) está relacionada directamente con la cantidad de agua presente en la muestra. Se han utilizado para conseguirla distintos métodos, el más sencillo es la inmersión de los viales con la muestra directamente en nitrógeno líquido, o bien introducirlos en un precongelador de -45ºC a -80 ºC. Con el secado primario el material congelado se somete a la acción del vacío, produciéndose la sublimación para eliminar el agua residual, perjudicial para la conservación. Por último, se efectúa el denominado secado secundario que corresponde a la desorción o liberación de gran parte del agua absorbida. Esta operación se realiza a temperatura constante y a vacío, lo que  permite eliminar el oxígeno, garantizando la conservación de productos oxidables. De este modo, en envases herméticos pueden  conservarse las muestras a temperaturas entre -80ºC y 4ºC,   aunque el objetivo deseable es la conservación a temperatura ambiente.

Cuando se quiere hacer uso de las muestras, están han de ser rehidratadas y para ello se utiliza agua de alta calidad. Las muestras rehidratadas no presentan un aspecto normal, apreciándose daños graves en las membranas, pero su material nuclear (ADN)  permanece viable y su uso va siempre asociado cuando  se trata de espermatozoides al uso de la ICSI o cuando son ovocitos a la transferencia nuclear.

La ausencia de cría viva procedente de espermatozoides liofilizados en las especies ganaderas, excepto en el caso de la especie equina, hace que las ventajas que supondría implantar su uso, provoque  un cierto rechazo, pero se hace necesario seguir investigando para determinar qué factor o factores inciden directamente en el proceso de liofilización, que impide la obtención de desarrollo embrionario, posterior gestación y parto normal. No obstante, podemos considerar  que la aplicación de la tecnología de liofilización se podría aprovechar, a pesar de existir zonas oscuras, para liofilizar gametos de especies en peligro de extinción y crear biobancos para su conservación de forma indefinida, hasta el momento en que se conozca cómo mejorar el uso de estas muestras y obtener resultados exitosos, de la misma forma que con las técnicas convencionales de reproducción asistida.

A pesar de que los procesos de conservación actuales aportan unos resultados superiores y no comparables a los presentados cuando se liofiliza, consideramos que es una técnica de gran futuro, como se demuestra en otros campos de la ciencia como es la investigación alimentaria o farmacéutica. No podemos quedarnos en los procesos convencionales, hay que innovar y avanzar en este campo y si actualmente los resultados en nuestros animales domésticos no son los que se esperaban a la vista de los obtenidos en los animales de laboratorio, este hecho no debe suponer el dejar de trabajar en esta línea y encontrar los puntos críticos del proceso para mejorarlos. Su aplicación permitiría una forma de conservar  genéticas, en forma de gametos liofilizados, en especies de gran valor y en riesgo de extinción, sin mantenimientos costosos.