Cada año cientos de laboratorios del mundo intercambian muestras de esperma de ratón de diferentes cepas para producir sus experimentos. Hasta hace poco, estas muestras debían viajar en viales dentro de recipientes especiales con nitrógeno líquido, pero el sistema se ha hecho más sencillo enviando el esperma en ampollas de cristal. Sin embargo, este método seguía teniendo algunos inconvenientes, como la posibilidad de que las ampollas se rompieran durante su traslado.
Ahora, un equipo de investigadores de Japón ha desarrollado una forma de congelar esperma seco en una hoja de plástico sobe un tipo de papel muy ligero conocido como “papel de pesaje" para que las muestras puedan ser enviadas por correo postal. Este método, según sus autores, permite transportar el esperma de ratón de forma sencilla, económica y sin riesgo de que se rompan las cajas de cristal y para comprobar que el esperaba sigue siendo viable, ha permitido reproducir los primeros “ratones de sobre” de la historia.
Esperma revolucionario
En un trabajo publicado este jueves en la revista iScience, el equipo de Daiyu Ito de la Universidad de Yamanashi, ofrece los detalles de un sistema que desarrollaron por la necesidad de enviar grandes volúmenes de esperma de ratón para su investigación en el espacio. “Este método facilitará la conservación de miles de cepas de ratón en una sola postal, promoverá la colaboración entre laboratorios, la conservación de recursos genéticos y la tecnología de reproducción asistida”, escriben los investigadores.
"Cuando desarrollé este método para preservar el esperma de ratón mediante el secado por congelación en una hoja, pensé que debería poder enviarse por correo en una postal, por lo que cuando la descendencia nació después de haber sido enviada por correo, quedé muy impresionado”, asegura el primer autor, Daiyu Ito. “La estrategia de las postales fue más fácil y económica en comparación con cualquier otro método. Creemos que los espermatozoides nunca esperaron que llegaría el día en que estarían en el buzón".
“Creemos que los espermatozoides nunca esperaron que llegaría el día en que estarían en el buzón"
Ito es parte del laboratorio de Teruhiko Wakayama, que anteriormente había sido el primer equipo en tener éxito en la liofilización y preservación de esperma de mamíferos, que enviaron a la estación espacial para estudiar los efectos de la radiación espacial en ratones bebés. El esperma se conservó originalmente en una ampolla de vidrio, aunque estos frascos eran pequeños, eran bastante voluminosos y se rompían fácilmente, haciendo que los espermatozoides que transportaban fueran inutilizables.
El equipo necesitaba grandes volúmenes de esperma de ratón para su investigación en el espacio, pero debido a que debían usarse cojines para evitar roturas durante el lanzamiento del cohete, solo podían transportar una pequeña cantidad.
El “libro de espermatozoides”
Con estos contratiempos en mente, el laboratorio comenzó su búsqueda de un nuevo método de preservación, uno que no se rompiera o requiriera mucho espacio de preservación. Las láminas de plástico encajaban mejor porque eran compactas y no se rompían. Pero las láminas eran tóxicas para los espermatozoides, por lo que el equipo lo intentó y fracasó, ya que probaron varios materiales para entrar en las láminas de plástico. Finalmente, los investigadores descubrieron que el “papel de pesaje” era el más fácil de manejar y tenía la tasa de descendencia más alta.
Con el nuevo método de preservación, miles de espermatozoides de cepas de ratones podrían almacenarse en un solo libro, al que los científicos denominaron el "libro de espermatozoides". El libro se almacenó en un congelador a -30 °C hasta su uso posterior para experimentos.
Un científico incluso envió a otro una tarjeta de "Feliz Año Nuevo" con esperma de ratón como regalo.
Ito, Wakayama y el equipo querían averiguar si el esperma seguiría siendo potente después de haber recorrido decenas de millas por correo y, para su satisfacción, resultó que lo era. Los científicos pudieron enviar por correo los espermatozoides de ratón del "libro de espermatozoides" en forma de postales adjuntando la hoja de plástico a la postal sin protección. Uno de los investigadores incluso envió a otro una tarjeta de "Feliz Año Nuevo" con esperma de ratón como regalo.
Los científicos creen que el "libro de esperma" y el método de envío, una vez perfeccionados, tendrán un fuerte impacto en su campo en todo el mundo. Su próximo objetivo es poder almacenarlos durante al menos un mes a temperatura ambiente. En el futuro, también esperan desarrollar un método que permita que los espermatozoides liofilizados vuelvan a la vida y se fertilicen por sí mismos cuando se rehidraten.
“Ahora se reconoce que los recursos genéticos son un activo para el futuro de la humanidad. Aunque muchos rasgos genéticos no son necesarios para la supervivencia, dependiendo del contexto ambiental, es necesario preservarlos”, dice el autor principal Teruhiko Wakayama, también de la Universidad de Yamanashi en Japón. “El método de preservación de láminas de plástico en este estudio será el método más adecuado para la preservación segura de una gran cantidad de valiosos recursos genéticos debido a la resistencia a la rotura y al menor espacio requerido para el almacenamiento”.
Una gran innovación y un talón de Aquiles
Para Lluis Montoliu, investigador del CNB-CISC y director del nodo español del Archivo Europeo de Ratones Mutantes (EMMA), se trata de “una innovación muy interesante” del laboratorio de Teru Wakayama”. “Nos ayudará a compartir modelos animales, ratones mutantes modelos de enfermedades humanas, útiles en proyectos científicos de biomedicina, de forma más sencilla y redundará en un menor número de animales usados, pues evitará la necesidad de rehacer los modelos en diferentes laboratorios, que podrán beneficiarse del mismo modelo distribuido directamente por correo postal” subraya.
"El sistema redundará en un menor número de animales usados, pues evitará la necesidad de rehacer los modelos en diferentes laboratorios"
En la actualidad, recuerda Montoliu, los modelos animales se comparten o bien transportando animales vivos (algo que muchas compañías aéreas se niegan a realizar) o bien transportando esperma o embriones congelados en tanques de vapor de nitrógeno líquido, que requiere unos contenedores especiales y bien protegidos, y un especial cuidado durante el transporte para que lleguen intactos a su destino. “Con esta nueva propuesta se pueden enviar ratones por correo postal, dado que el esperma seco sobre una superficie de papel puede revitalizarse hasta tres días después de haber sido depositado, lo cual cubre prácticamente cualquier desplazamiento a cualquier parte del mundo”.
Sin embargo, añade, el investigador, “el talón de Aquiles de esta propuesta es que sigue necesitando de una técnica muy sofisticada y en manos de muy pocos expertos, denominado ICSIC (del inglés intracytoplasmic sperm injection, inyección intra-citoplasmática de esperma), habitual en las clínicas de reproducción asistida en humanos pero muy complicada de llevar a cabo en ratones, por la mayor fragilidad de los embriones de ratón, frente a la robustez de los embriones humanos”. El esperma de ratón seco sobre el papel, al revitalizarse, es incapaz de fecundar un óvulo de ratón y hay que "ayudarle" a completar el proceso mediante ICSIC, con lo cual se consigue inyectar y depositar la cabeza del esperma (con el núcleo, con el ADN) en el citoplasma del óvulo, reproduciendo el proceso de fecundación de forma asistida, de forma artificial. Es decir, en estos momentos, tal y como está descrita la técnica, solamente podría remitirse a laboratorios que tuvieran la técnica ICSI disponible, listos para aplicarla a la llegada del correo.
Referencia: Mailing viable mouse freeze-dried spermatozoa on postcards (iScience) DOI: https://www.doi.org/10.1016/j.isci.2021.102815
