Un grupo de científicos del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universidad Autónoma de Madrid (CBM-CSIC-UAM), en colaboración con la Universidad de Murcia, ha logrado recrear en el laboratorio el entorno donde tiene lugar la fecundación mediante un modelo experimental tridimensional, con la finalidad de perfeccionar las técnicas de reproducción asistida.
En este trabajo se han generado organoides de oviducto bovino, diminutas estructuras 3D producidas a partir de células de vaca procedentes del oviducto, el conducto que une el ovario con el útero. Estos organoides imitan el comportamiento del oviducto real, escenario en el que ocurre la fecundación y las primeras etapas del desarrollo embrionario en los mamíferos.
Los autores, que han dado a conocer sus resultados en la revista especializada “Cellular and Molecular Life Sciences”, señalan que los organoides responden a hormonas como el estradiol y la progesterona, reproduciendo así las variaciones hormonales propias del ciclo reproductor. Consideran que este avance puede tener un impacto directo en la mejora de las técnicas de reproducción asistida.
“Estos organoides no solo mantienen la estructura polarizada del epitelio del oviducto, sino que también conservan su capacidad de responder a señales hormonales, lo que les permite generar un entorno muy similar al fisiológico”, ha explicado el primer autor de este estudio, Sergio Navarro-Serna. La investigación ha sido dirigida por el doctor Vicente Pérez García, miembro del CBM-CSIC-UAM y del Centro de Investigación Príncipe Felipe (CIPF).
Los investigadores destacan que el oviducto configura un microambiente que se modifica a lo largo del ciclo reproductivo y que resulta clave para que óvulo y espermatozoide alcancen las condiciones óptimas para la fecundación y para que el embrión pueda comenzar su desarrollo. Dicho entorno está bajo el control del estradiol y la progesterona, que regulan la liberación de las moléculas imprescindibles para estos procesos.
Organoides que imitan la estructura y funciones del oviducto
Hasta ahora, los modelos clásicos de estudio, como los cultivos bidimensionales o los esferoides, no conseguían reproducir con precisión la complejidad del oviducto, lo que suponía un freno para investigar en profundidad la reproducción y diseñar nuevas estrategias en reproducción asistida. Los organoides desarrollados en este proyecto ofrecen una alternativa más fiel, ya que copian tanto la arquitectura como las funciones de este órgano.
Para obtenerlos se han utilizado células epiteliales que recubren el interior del oviducto bovino, responsables de producir gran parte de las secreciones necesarias para la fecundación y el desarrollo embrionario temprano. Mediante este método, las células se organizan en estructuras tridimensionales funcionales, que conservan la capacidad de reaccionar a las hormonas y de generar secreciones con un perfil muy cercano al del entorno fisiológico.
Los resultados indican que la exposición de estos organoides 3D al estradiol o a la progesterona provoca cambios concretos en la expresión de genes y en la composición de las secreciones que liberan, reflejando de forma precisa las distintas fases del ciclo reproductor.
Además, el estudio confirma que las secreciones producidas por los organoides reproducen en gran medida la composición del fluido natural del oviducto. Los ensayos funcionales demuestran que estas secreciones, sobre todo las generadas bajo estimulación con estradiol, mejoran procesos clave en los espermatozoides, como la capacitación y la reacción acrosómica, pasos indispensables para que puedan llegar a fecundar el óvulo.
Desde el CBM-CSIC-UAM explican que la capacitación permite que los espermatozoides se adapten al entorno específico del oviducto, rico en proteínas y otras moléculas que incrementan su velocidad y eficacia de movimiento, además de preparar su membrana para la interacción con el óvulo. Gracias a la reacción acrosómica, los espermatozoides son capaces de “romper” la cubierta externa que protege al óvulo para penetrar y fecundarlo.
Finalmente, los expertos subrayan que estos datos sitúan a los organoides de oviducto como una herramienta novedosa para analizar la comunicación entre las células reproductoras y el entorno materno. Este modelo podría facilitar el diseño de nuevas estrategias dirigidas a optimizar las técnicas de reproducción asistida. “Este sistema ofrece una alternativa reproducible y controlada para estudiar procesos fundamentales de la reproducción, con potencial para mejorar la eficiencia y la calidad de los embriones generados in vitro”, ha finalizado Pérez García.