Descubren cómo los mamíferos evitan la reproducción entre especies diferentes

Una investigación internacional, liderada por el INIA-CSIC y con la colaboración de la Universidad de Murcia, ha realizado un avance significativo en la comprensión de los mecanismos que aseguran que la fertilización en mamíferos se produzca únicamente entre células reproductoras de la misma especie. Este estudio, publicado en la revista eLife, destaca el papel crucial de una proteína denominada oviductina, que tiene la capacidad de modificar la superficie del óvulo para permitir su fecundación exclusivamente por espermatozoides "compatibles".

Hasta ahora, se creía que esta capacidad selectiva era inherente al óvulo. Sin embargo, los resultados revelan que solo se activa cuando el óvulo entra en contacto con el entorno del oviducto, el lugar donde se lleva a cabo la fecundación. Este hallazgo tiene implicaciones significativas para la biología reproductiva y podría abrir nuevas posibilidades para mejorar las técnicas de fertilización in vitro, tanto en humanos como en animales.

Mecanismos de selección

La investigación se centró en la oviductina (OVGP1), una proteína presente en el fluido del oviducto —también conocido como trompa de Falopio—, donde ocurre la fecundación en los mamíferos. Los científicos demostraron que esta proteína interactúa con la capa externa del óvulo, conocida como zona pelúcida, modificando su estructura y composición. Esta interacción confiere a dicha capa una “firma molecular” que actúa como una barrera infranqueable para los espermatozoides de otras especies. “La oviductina actúa como un filtro natural que asegura que el óvulo solo se una a espermatozoides de su misma especie”, explica Alfonso Gutiérrez-Adán, líder del estudio.

La zona pelúcida desempeña funciones esenciales durante la fertilización: facilita la unión con el espermatozoide adecuado, impide la entrada de múltiples espermatozoides (previniendo así la poliespermia) y participa en el desarrollo inicial del embrión. No obstante, hasta este estudio del INIA-CSIC no se había comprendido completamente cómo lograba evitar la fecundación cruzada entre especies distintas.

Experimentos inter-especies

Para investigar este mecanismo, los científicos expusieron óvulos de vaca y ratón a fluidos del oviducto y a versiones recombinantes de oviductina procedentes de diferentes especies (bovina, humana y murina). Los resultados mostraron que sin contacto con la oviductina, los óvulos podían ser fecundados incluso por espermatozoides de otra especie. En cambio, cuando estaban bajo la influencia de esta proteína, la zona pelúcida adquiría propiedades selectivas que solo permitían el acceso a espermatozoides de su misma especie.

“Los óvulos recién liberados pueden ser fecundados por espermatozoides de diversas especies. Sin embargo, al entrar en el oviducto y recubrirse con oviductina, se vuelven altamente selectivos”, señala Gutiérrez-Adán.

Una prueba fundamental para comprender este proceso fue la técnica denominada “penetración de zona vacía”, que consiste en eliminar el contenido interno del óvulo para enfocarse únicamente en cómo reacciona su capa externa. Esta técnica patentada por el grupo investigador permitió estudiar detalladamente la interacción entre los espermatozoides y la zona pelúcida sin interferencias internas.

Implicaciones futuras

A través de esta innovadora técnica se confirmó que la oviductina modifica específicamente la zona pelúcida; además, ciertos componentes como los ácidos siálicos —moléculas presentes tanto en la oviductina como en la superficie del óvulo— son esenciales para facilitar el reconocimiento adecuado entre el óvulo y el espermatozoide.

Estos ácidos actúan como cerraduras que solo pueden ser abiertas por sus correspondientes “llaves”: los espermatozoides adecuados. Si estas moléculas son alteradas o eliminadas, desaparece esta compatibilidad y no se produce fecundación.

Este descubrimiento abre nuevas oportunidades para optimizar las técnicas de fertilización in vitro. En humanos, podría mejorar la selección de espermatozoides y reducir riesgos asociados a anomalías genéticas. En animales como los cerdos, donde es común enfrentar problemas derivados de poliespermia, fortalecer esta barrera podría prevenir fecundaciones múltiples que resulten en embriones inviables debido a un exceso genético.

A nivel evolutivo, este trabajo contribuye a entender cómo las especies desarrollan barreras naturales para evitar hibridaciones y mantener su identidad genética; un conocimiento valioso también para estrategias destinadas a conservar biodiversidad.

Finalmente, utilizar óvulos tratados con oviductina podría convertirse en una herramienta útil para evaluar calidad seminal en especies difíciles de obtener. Este estudio reafirma el papel central de la oviductina en asegurar especificidad durante la fertilización y abre nuevas perspectivas tanto en medicina reproductiva como en biotecnología animal.

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