Una técnica que utiliza espectroscopía Raman permite diferenciar la composición molecular de espermatozoides en hombres fértiles e infértiles, con resultados que pueden complementar el diagnóstico de los espermogramas.
Una técnica que combina nanopartículas de oro y espectroscopía Raman permitió identificar diferencias en la composición molecular de los espermatozoides entre hombres fértiles e infértiles. El método analizó cambios en proteínas y en la organización del material genético, lo que aporta información que no se obtiene con pruebas tradicionales centradas en cantidad o movilidad celular.
El procedimiento parte de una idea simple: cada molécula responde a la luz de forma distinta y deja una señal medible. La espectroscopía Raman registra esa respuesta como un patrón de vibraciones, el cual funciona como una huella química. Al añadir nanopartículas de oro, las señales se intensifican y facilitan la lectura de componentes presentes en los espermatozoides.
“Una de las principales ventajas de esta técnica es su rapidez y la capacidad de proporcionar información detallada sobre la composición de las biomoléculas, que, a pesar de ser las mismas, varían en su organización entre un semen apto y en uno sin posibilidad para fecundar”, detalla el profesor Leonardo Pacheco Londoño, Ph. D. en Química Aplicada, experto en nanotecnologías y diseño de sensores.
El proceso se puede entender como un escaneo molecular. La luz interactúa con las moléculas del esperma y genera un perfil de picos que refleja su composición. Diferencias en ese perfil indican cambios en la estructura interna de las células.
El análisis se enfocó en el gen AKAP4, clave en la formación y el funcionamiento del flagelo del espermatozoide, estructura que permite su movimiento. Alteraciones en la expresión de ese gen se asocian con fallas en la motilidad y en la integridad celular. El estudio relacionó la actividad de AKAP4 con cambios en biomoléculas detectadas por la técnica.
“Investigamos la relación entre la expresión del gen y la composición biomolecular de los espermatozoides, logrando determinar que ciertas sustancias están vinculadas con la fertilidad y otras no”, comentó Yeira López Lora, autora de la tesis doctoral “Evaluación integral de la calidad seminal, daño en el ADN espermático, expresión del gen AKAP4 y su relación con la infertilidad masculina”.
“Investigamos la relación entre la expresión del gen y la composición biomolecular de los espermatozoides, logrando determinar que ciertas sustancias están vinculadas con la fertilidad y otras no”.
Material genético
La investigación comparó muestras seminales de 45 pacientes con trastornos reproductivos y 50 hombres sanos, las cuales se analizaron en laboratorio con el método descrito. Los resultados mostraron patrones distintos entre ambos grupos. Cuando el perfil molecular se alejaba del patrón de referencia de los hombres fértiles aparecían señales asociadas a alteraciones estructurales del esperma.
Los análisis identificaron variaciones en las histonas —proteínas que organizan el ADN— y en los enlaces covalentes, —que se relacionan con fragmentación del material genético. A mayor daño se incrementa la probabilidad de fallas en la fecundación, menor tasa de embarazo y aumento de pérdidas gestacionales.
“Los cambios asociados a las moléculas investigadas nos mostraron que los pacientes que están aumentados tienen más probabilidades de ser infértiles”, detalla López. “La infertilidad viene marcada además por factores externos que tienen un impacto epigenético en la fertilidad, como el estilo de vida, si fumas, si bebes (licor), si vistes pantalones o interiores ajustados y el sedentarismo”.
El método ofrece una ventaja frente a técnicas como el espermograma. El análisis convencional mide cantidad, forma y movilidad de los espermatozoides. El enfoque con Raman examina la calidad molecular y permite identificar alteraciones internas que no se observan en pruebas estándar. La información adicional puede orientar las decisiones clínicas con mayor precisión.
El estudio está en una fase de validación inicial. Sus autores plantean que la técnica puede complementar las pruebas existentes porque su aporte se centra en ofrecer otra capa de análisis para entender causas de infertilidad masculina, que incluyen factores genéticos, alteraciones anatómicas y condiciones asociadas al estilo de vida.
La Organización Mundial de la Salud estima que una de cada seis parejas enfrenta dificultades para concebir. En ese contexto, herramientas que permitan caracterizar mejor la calidad del esperma pueden contribuir a decisiones más informadas sobre tratamientos.
“La infertilidad masculina es variable: desde la obstrucción de un conductor seminal hasta problemas genéticos de nacimiento; por eso, esta prueba da una idea distinta de este problema de salud y asegura que el paciente pase a otro tratamiento, que no pierda tiempo vital para él y su pareja, ni que gaste dinero innecesariamente”, destaca Pacheco.
En laboratorio, cada muestra seminal fue separada y mezclada con nanopartículas de oro para luego analizarla con espectroscopía Raman.
45 pacientes con trastornos reproductivos y 50 hombres sanos accedieron a facilitar sus muestras seminales para ser analizadas en esta investigación.
PERFIL CIENTÍFICO
Embrióloga en el Instituto de Reproducción Humana Procrear.
Bióloga. Ph. D. en Genética y Biología Molecular.
Líder del Grupo de Investigación en Ciencias Exactas, Físicas y Naturales Aplicadas (GICEFYNA).
Químico. Ph. D. en Química Aplicada, experto en nanotecnologías y diseño de sensores.