Medodos Inmunologicos en la regulación de la Reproducción

La partenogénesis es una forma de reproducción basada en el desarrollo de
células sexuales femeninas no fecundadas, que se da con cierta frecuencia
en platelmintos, rotíferos, tardígrados,crustáceos, insectos, anfibios y reptiles, más
raramente en algunos peces y, excepcionalmente, en aves.
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Métodos inmunológicos en
reproducción de los animales
la
regulación
de
la
Resumen
La fertilidad en los animales es un parámetro reproductivo de gran valor que se
encuentra condicionado a múltiples factores tales como: nutrición, producción,
sanidad, etc. Existen también factores individuales de naturaleza más compleja y
en muchos aspectos, aun desconocidos, que condicionan la fertilidad de las
especies, entre estos están las características de tipo inmunológicas que pueden
afectar diferentes etapas del proceso reproductivo.
La función reproductiva en los mamíferos está controlada por múltiples señales y
sistemas de reconocimiento, los cuales pueden ser potencialmente abordados por
métodos de carácter inmunológicos; es así como durante la última década, se ha
incrementado la investigación respecto a técnicas inmunológicas sobre el control
de la actividad reproductiva, como una forma alternativa, en orden de poder
desarrollar compuestos, que a través de esta vía, puedan permitir un mejor
manejo de la fertilidad en las diversas especies animales.
Lograr la inmunización de los animales se ha podido realizar a través de la
inmunización activa o pasiva. La inmunización activa implica la introducción de
antígenos a un animal, iniciando una serie de eventos que culminan en la
formación de células efectoras o anticuerpos (Ac) (Fig. 1). La inmunización pasiva,
en cambio, se realiza utilizando anticuerpos purificados mono o policlonales contra
ciertas sustancias, lo que puede prevenir la inactivación de otras sustancias y
puede ser más reproducible que una inmunización activa (Fig. 2). La inmunización
pasiva se puede aplicar con éxito en un determinado momento que se requiera
una inmunoneutralización; si el objetivo, en cambio, es lograr una neutralización a
largo plazo, la inmunización activa es más promisoria.
Demetrio Ricardo Roa Gómez
Médico Veterinario Especialista
TP 00457 de Comvezcol.
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Figura 1. Inmunización contra
antígenos de Zona Pelúcida.
Figura 2.
Inmunización
gonadotrofinas
contra
La inmunización contra hormonas circulantes, receptoras y antígenos de
superficie, se usó inicialmente para poder desarrollar modelos experimentales y
estudiar así procesos reproductivos fundamentales. De ese modo, en el ámbito
reproductivo, los anticuerpos se han podido dirigir, por ejemplo, hacia hormonas
integradas al eje hipotálamo-hipófisisgónadas (gonadotrofinas y esteroides
gonadales), como también a los antígenos de superficie involucrados en la
interacción de los gametos (espermatozoide u ovocito).
Inmunización contra hormonas reproductivas
Ya que las hormonas son transportadas hacia la circulación, éstas están, por
tanto, accesibles a la acción de los anticuerpos, así un anticuerpo específico para
una hormona en particular se une a una hormona circulante pudiendo bloquear de
ese modo, su acción biológica.
Los esteroides gonadales (estrógenos, progesterona, andrógenos), tienen poca
actividad antigénica, por lo tanto requieren ser conjugados a proteínas
transportadoras con actividad antigénica, para lograr así una adecuada
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inmunización. Las hormonas gonadotróficas (FSH, LH), que son de naturaleza
proteicas, en cambio, son inmunogénicas al ser utilizadas interespecíficamente,
vale decir de una especie a otra, y no requieren necesariamente una conjugación;
aunque habría una mejor respuesta inmunológica cuando estas son conjugadas a
proteínas.
La inmunización con hormonas halogénicas produce poca formación de Ac ya que
el animal es más tolerante, en cambio heteroantígenos producen mayor inmunidad
probablemente a una mayor cantidad de epítopes extraños. Es por ello que
cuando existe mayor tolerancia a una hormona, ésta puede modificarse
químicamente introduciendo nuevos epítopes.
La inmunoneutralización de GnRH, el factor liberador de las gonadotrofinas, de
origen hipotalámico y considerado el punto de partida en la respuesta reproductiva
hormonal, bloquearía la secreción de la LH y FSH y por ende anticuerpos contra
este decapéptido pueden influir sobre la fertilidad a través de los eventos
gonadotróficos dependientes de estas hormonas. Diversos trabajos han
demostrado que títulos positivos contra GnRH suprimirían la secreción de
gonatrofinas y hormonas esteroidales, induciendo atrofia gonadal y detención de la
gametogénesis. Así, los animales inmunizados contra GnRH antes de la pubertad
permanecerían impúberes.
La inmunización contra el GnRH podría ser de especial interés en los animales de
producción donde es importante el control de la fertilidad como también, la
conducta sexual y agresiva. En el último tiempo se ha estudiado intensamente en
los bovinos por la posible aplicación práctica que tendría esta inmunización como
una forma alternativa a la esterilización quirúrgica en diferentes sistemas de
manejo. Sin embargo, preparados con GnRH purificados no son inmunogénicos,
ya que por ser haptenos pequeños, producen una respuesta inmunológica sólo al
estar acopladas a moléculas con muchos determinantes antigénicos; además esta
neurohormona es conservada a través de la evolución, por lo que el sistema
inmune no lo desconoce.
La reversibilidad de la inmunización del GnRH, en cambio, podría explotarse en el
futuro en situaciones donde se requiera supresión de la fertilidad en forma sólo
temporal.
La inmunización selectiva contra las gonadotrofinas FSH y LH, se ha usado para
estudiar los requerimientos hormonales específicos tanto para la gametogénesis
(producción de espermatozoides u ovocitos), como para la esteroidogénesis
(producción de hormonas esteroidales gonadales). La inmunización contra FSH en
los machos ha podido interrumpir la espermatogénesis sin alterar la producción de
andrógenos, esto podría ser la base para el desarrollo de alguna vacuna
contraceptiva en algunas especies. En las hembras, la FSH estimula el desarrollo
folicular, pudiendo también su inmunización ser un posible anticonceptivo, sin
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embargo, las hembras inmunizadas contra FSH, no mantienen las características
sexuales debido a la insuficiente cantidad de estrógenos, dado que esta hormona
estimula el crecimiento folicular, donde son producidos principalmente los
estrógenos.
La inmunización en contra de LH se ha enfocado más hacia las hembras, debido a
la acción de la LH en la maduración folicular-ovocitaria y en la ovulación. En
estudios realizados a vacas ciclantes, se ha podido demostrar que se produciría
una supresión de la actividad ovárica luego de la inmunización hacia la LH;
resultados similares se han obtenido en ovejas inmunizadas contra LH bovina y
ovina.
Algunos estudios han demostrado que anticuerpos anti LH de conejo tienen
reacción cruzada con las gonadotrofinas tanto del perro como del gato. Las perras
inmunizadas contra LH y FSH ovina tienen títulos positivos tres semanas después
de la inyección, los que persisten por aproximadamente seis meses. Si se aplica
un 'booster' los títulos continúan por seis meses más.
Los problemas asociados con la inmunización contra gonadotrofinas para el
control reproductivo incluirían variación en la respuesta inmunológica y la posible
persistencia en los títulos de los Ac.
La inmunización contra testosterona en los machos reduce el feedback o
retroalimentación regulatoria, sobre la secreción de gonadotrofinas LH y FSH, y ha
probado que promovería el crecimiento del tamaño testicular, aumentando la
secreción de testosterona en diversas especies como: toros, carneros, conejos,
ratas y monos. En especies de laboratorio, los machos inmunizados contra
testosterona, aunque tienen niveles circulantes más altos de esta hormona, los
anticuerpos neutralizan la acción de la testosterona sobre la conducta sexual,
como también sobre los tejidos somáticos. En los rumiantes sin embargo, la
inmunización contra testosterona no influencia la conducta sexual ni la función
glandular ni testicular, por lo tanto en estas últimas especies la inmunización hacia
testosterona tendría una acción claramente pro-reproductiva, mejorando la
fertilidad potencial de los machos.
La inmunización contra testosterona en hembras bovinas ha demostrado que
podría estimular la actividad ovárica, pero generalmente esta estimulación es
excesiva lo que provoca ciclos anormales, quistes foliculares y disminución de los
síntomas de celo.
La inmunización contra hormonas esteroidales en ovejas es una alternativa
potencial para aumentar la fecundidad. Antecedentes de diversos trabajos,
demuestran que la inmunización contra androstenodiona (Fecundina, ), aumenta
la tasa de ovulación lo que implicaría un procedimiento que mejoraría la
productividad en esta especie, principalmente al producirse un mayor desarrollo
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folicular, por un cambio en el patrón de selección delos folículos más que cambios
en la dinámica folicular o en la tasa de secreción de gonadotrofinas. Algunos
estudios han demostrado que al parecer, la selección folicular sería menor, lo que
permitiría que más folículos pudiesen alcanzar el estado ovulatorio.
La inmunización pasiva o activa contra la inhinina, hormona proteica que regula la
secreción de FSH, también es una herramienta posible de utilizar para manipular
la tasa de ovulación en las ovejas. Las tasa de ovulación en las ovejas aumentan
después de la inyección de fluido folicular que contiene inhibina. Los principales
determinantes antigénicos de la molécula de inhibina estarían localizados a nivel
de la cadena alfa de esta hormona. Se han descrito en ovejas, que luego de la
inmunización contra la subunidad alfa de inhibina bovina, habría un aumento
periférico de los niveles de FSH y también en el número de cuerpos lúteos, lo que
sugiere una mayor tasa de ovulación.
Inmunización contra antigenos de los gametos
En las especies donde se debe mantener la función sexual, suprimiendo la
fertilidad, se ha estudiado con especial interés la antigenicidad de los gametos.
Aunque esto sería más relevante en la especie humana, también es importante en
otras especies donde el control de la reproducción no deba interrumpir aspectos
sociales donde las interacciones sexuales juegan un papel importante, al menos
en parte.
Estudios recientes sugieren que las técnicas recombinantes pueden utilizarse
eventualmente para producir péptidos antigénicos que confieran especie
especificidad. La inmunización de hembras contra antígenos espermáticos, es
interesante ya que estos antígenos son sintetizados sólo durante la
espermatogénesis y no están presentes en ningún tejido femenino. Una mejor
comprensión del sistema inmunológico de mucosas puede permitir incluso, la
producción de anticuerpos contra antígenos espermáticos en sitios específicos
dentro del tracto reproductor femenino; lo que evitaría la necesidad de generar
títulos circulantes altos.
Una de las etapas más cruciales de la reproducción, involucra el encuentro y la
interacción de los gametos que dará origen a la fecundación. Los espermatozoides
deben reconocer y unirse a carbohidratos específicos en las cubiertas del ovocito
como son los de la zona pelúcida, para poder penetrarla e iniciar el proceso de la
fecundación. Los anticuerpos que se unan ya sea al espermatozoide o al ovocito o
sus cubiertas, bloquearán etapas de la interacción gamética evitando así la
fecundación.
Los procedimientos más utilizados para estudiar la importancia de los antígenos
espermáticos en la interacción gamética, es el uso de anticuerpos mono y
policlonales contra determinados antígenos. De ese modo, existen una serie de
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antígenos de superficie en espermatozoides de diversas especies, que serían
potenciales candidatos para una vacuna contraceptiva (PH-20 en cobayo; RSA-1
en conejo; Galactosil transferasa en ratón; Apz en cerdos; SP-20 en hombre; etc.)
Actualmente se están desarrollando anticuerpos que puedan unirse a las
envolturas del ovocito, específicamente la Zona Pelúcida, para lograr así evitar la
interacción de los gametos. La zona pelúcida es una matriz glicoproteica
extracelular que rodea por fuera al ovocito conteniendo receptores específicos
para la unión espermática. En la mayoría de las especies estudiadas esta matriz
está compuesta por tres glicoproteínas específicas, ZP1, ZP2, ZP3, las cuales
tienen características similares entre las especies. Los antígenos (Ag) preparados
por separación mecánica de la zona pelúcida a partir de ovarios en época cercana
a la ovulación, producen anticuerpos en otra especie, que interfieren con la
interacción gamética y la fecundación de animales que fueron inmunizados. El
complejo Ag-Ac aparentemente bloquearía el receptor espermático de la zona
pelúcida, provocando la inmunocontracepción (Fig.1)
Por ser las glicoproteínas de la zona pelúcida débiles aloantígenos, la
inmunización de los animales debe hacerse con zonas de otra especie. Los
anticuerpos contra las glicoproteínas de las zonas pelúcidas de cerdos tienen
reacción cruzada contra las glicoproteínas de las zonas de perras.
A pesar que la inmunización de perras con preparaciones crudas o purificadas de
zonas pelúcidas de cerdo, produce infertilidad, no se sabe bien qué ocurre en los
animales en referencia a los cambios en el ciclo estral ni en los perfiles
esteroidales causados por la inmunización.
Las técnicas inmunológicas en el control de la fertilidad no son invasivas, la
inmunización provoca una contracepción reversible ya que al final del período en
que la cantidad de anticuerpos circulantes, decrece, el animal vuelve a ser fértil,
representando buenas perspectivas a futuro; Sin embargo, en la práctica, el uso
de estos sistemas no está aun plenamente disponible, y se desconoce todavía su
rol en el futuro, pero sin duda abre una interesante área de investigación si se
consideran, además, muchos otros aspectos al utilizar estas técnicas
inmunológicas en el control reproductivo.
Tomado de:
http://www.tecnovet.uchile.cl/index.php/RT/article/view/10506/10560
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