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Un nuevo estudio revela por qué es difícil para los humanos tener un hijo

Los investigadores creen que los «cromosomas egoístas» son la causa de la muerte prematura del embrión humano.

¿Por qué es difícil para los humanos tener un hijo?

Un nuevo estudio realizado por un investigador del Milner Center for Evolution en Universidad de baño Indica que los «cromosomas egoístas» son responsables de la muerte prematura de la mayoría de los embriones humanos. Investigación publicada en más biología, explica por qué los embriones humanos a menudo no sobreviven mientras que los embriones de peces están bien. Este hallazgo también tiene implicaciones para el tratamiento de la infertilidad.

Antes de que una mujer se dé cuenta de que está embarazada, más de la mitad de los óvulos fertilizados mueren demasiado pronto. Trágicamente, después de algunas semanas, muchas de las que sobreviven para convertirse en embarazos reconocibles, abortan abruptamente. Estos abortos espontáneos son sorprendentemente frecuentes y extremadamente perturbadores.

El director del Centro Milner para la Evolución, el profesor Lawrence Hearst, ha estudiado por qué, tras miles de años de evolución, sigue siendo tan difícil para los humanos tener hijos.

La causa directa de muchas de estas muertes prematuras es que los fetos tienen una cantidad incorrecta de cromosomas. Los óvulos fertilizados deben contener 46 cromosomas, 23 de la madre en el óvulo y 23 del padre en el espermatozoide.

El profesor Hirst dijo: «Muchos fetos tienen el número incorrecto de cromosomas, a menudo 45 o 47, y casi todos estos fetos mueren en el útero. Incluso en casos como el síndrome de Down con tres copias del cromosoma 21, desafortunadamente alrededor del 80% no llegará el límite inferior».

¿Por qué, entonces, la ganancia o pérdida de un solo cromosoma debe ser tan común y al mismo tiempo tan fatal?

Hay una serie de pistas que Hearst reunió. Primero, cuando un feto contiene el número incorrecto de cromosomas, generalmente se debe a errores que ocurren cuando la madre produce óvulos, no cuando el padre produce espermatozoides. De hecho, más del 70 % de los óvulos tienen el número incorrecto de cromosomas.

En segundo lugar, se producen errores en los dos primeros pasos de la elaboración de huevos. Este primer paso fue, como se señaló anteriormente, propenso a mutaciones que interfieren con el proceso, de modo que la mutación podría infiltrarse «egoístamente» en más del 50% de los ovocitos, lo que obligaría a destruir el cromosoma asociado, un proceso conocido como centrosomas. Esto ha sido bien estudiado en ratones, ya que durante mucho tiempo se sospechó en humanos y anteriormente se sugirió que estaba relacionado de alguna manera con el problema de la pérdida o ganancia de cromosomas.

Lo que Hirst notó es que en los mamíferos, una mutación egoísta que intenta hacerlo pero falla, lo que da como resultado un óvulo con demasiados cromosomas o muy pocos cromosomas, aún puede mejorar evolutivamente. En los mamíferos, dado que la madre alimenta constantemente al feto en desarrollo en el útero, es ventajoso desde el punto de vista evolutivo que los embriones que crecen a partir de óvulos defectuosos se pierdan antes de tiempo en lugar de llevarlos a la madurez completa. Esto significa que la descendencia restante lo hace mejor que el promedio.

Hirst explicó: «Este primer paso en la producción de óvulos es extraño. Uno de los cromosomas del par entrará en el óvulo y el otro se destruirá. Pero si el cromosoma «sabe» que se va a destruir, no tiene nada que perder. , por así decirlo Recientemente, se encontró evidencia molecular notable de que cuando descubres que algunos cromosomas están a punto de ser destruidos durante este primer paso, cambian lo que hacen para evitar su destrucción, lo que podría causar la pérdida o ganancia de cromosomas y la muerte del feto.

«Lo que es notable es que si la muerte fetal beneficia a la otra descendencia de esa madre, ya que el cromosoma egoísta a menudo se encuentra en hermanos y hermanas que obtienen la comida adicional, la mutación está mejor porque mata a los fetos».

«Los peces y los anfibios no tienen este problema», comentó Hurst. «En más de 2000 fetos de peces, no se encontró que ninguno tuviera errores cromosómicos de la madre». Las tasas en las aves también son muy bajas, alrededor de 1/25 de la tasa en los mamíferos. Esto, señala Hirst, es de esperar en la medida en que existe cierta competencia entre sus crías después de que nacen, pero no antes.

Por el contrario, la pérdida o ganancia de cromosomas es un problema para todos los mamíferos examinados. Hurst comentó: «Es una desventaja alimentar a nuestra descendencia en el útero. Si mueren temprano, los sobrevivientes se benefician. Nos deja vulnerables a este tipo de mutación».

Hirst sospecha que los humanos ya pueden ser particularmente vulnerables. En los ratones, la muerte del embrión proporciona recursos a los supervivientes de la misma cría. Esto da un aumento del 10% en la posibilidad de que otros sobrevivan. Sin embargo, los humanos generalmente solo tienen un bebé a la vez, y una muerte fetal temprana permite que la madre se reproduzca rápidamente nuevamente; probablemente nunca supo que el óvulo había sido fertilizado.

Los datos preliminares muestran que los mamíferos como las vacas, con un feto a la vez, tienen tasas particularmente altas de muerte fetal debido a errores cromosómicos, mientras que aquellos con muchos embriones en su cría, como los ratones y los cerdos, parecen tener tasas más bajas a Algo .

La investigación de Hurst también indica que los niveles bajos de una proteína llamada Bub1 pueden causar pérdida o ganancia de cromosomas en humanos y ratones.

«Los niveles de Bub1 disminuyen a medida que las madres envejecen y aumenta la tasa de problemas cromosómicos fetales –apunta Hurst–. La identificación de estas proteínas supresoras y el aumento de su nivel en madres mayores pueden restaurar la fertilidad».

«También espero que estas ideas estén un paso más cerca de ayudar a aquellas mujeres que tienen dificultades para concebir o experimentan abortos espontáneos recurrentes».

Referencia: «El medio egoísta y la extravagancia en la reproducción humana» por Lawrence D. Hearst, 5 de julio de 2022, disponible aquí. más biología.
DOI: 10.1371 / diario.pbio.3001671

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