Después de que el óvulo ha sido fertilizado por un espermatozoide, la cubierta del óvulo que lo rodea se tensa, impidiendo mecánicamente la entrada de más espermatozoides y la consiguiente muerte del embrión. Así lo demuestra un nuevo estudio dirigido por investigadores del Instituto Karolinska (Suecia) y publicado en la revista ´Cell´.

El trabajo también explica cómo las mutaciones en las proteínas de la cubierta del huevo pueden causar infertilidad femenina y eventualmente conducir a nuevos métodos anticonceptivos.

La fertilización en los mamíferos comienza cuando un espermatozoide se adhiere a la cubierta del óvulo, una envoltura extracelular filamentosa que los espermatozoides deben atravesar para fusionarse con el óvulo. Ahora, este equipo internacional de investigadores ha mapeado en detalle la estructura y función de la proteína ZP2, un componente del filamento de la cubierta del óvulo que desempeña un papel clave en la regulación de cómo el óvulo y el espermatozoide interactúan entre sí en la fertilización.

"Se sabía que ZP2 se escinde después de que el primer espermatozoide ingresa al óvulo, y explicamos cómo este evento hace que la cubierta del óvulo sea más dura e impermeable a otros espermatozoides", expone Luca Jovine, profesor del Departamento de Biociencias y Nutrición del Instituto Karolinska, quien dirigió el estudio. "Esto previene la polispermia (la fusión de varios espermatozoides con un solo óvulo), que es una condición fatal para el embrión".

Los cambios en la cubierta del óvulo después de la fertilización también son cruciales para la fertilidad femenina al garantizar la protección del embrión en desarrollo hasta que este se implanta en el útero. Por tanto, los nuevos conocimientos pueden tener implicaciones para el desarrollo de anticonceptivos no hormonales que interfieran con la formación de la cubierta del huevo. Además, el estudio explica las formas de infertilidad femenina asociadas a la capa de huevo.

"Las mutaciones en los genes que codifican las proteínas de la cubierta del huevo pueden provocar infertilidad femenina y cada vez se descubren más mutaciones de este tipo", explica Luca Jovine. "Esperamos que nuestro estudio contribuya al diagnóstico de la infertilidad femenina y, posiblemente, a la prevención de embarazos no deseados".

Los investigadores combinaron cristalografía de rayos X y crio-EM para estudiar la estructura tridimensional de las proteínas de la cubierta del huevo. La interacción entre los espermatozoides y los óvulos portadores de mutaciones en la proteína ZP2 se estudió funcionalmente en ratones, mientras que el programa de inteligencia artificial AlphaFold se utilizó para predecir la estructura de la cubierta del óvulo en humanos.

Es importante destacar que el estudio también muestra que una parte de ZP2 que anteriormente se pensaba que actuaba como receptor de espermatozoides no es necesaria para que los espermatozoides se adhieran al óvulo. Esto plantea la cuestión de cuál es el verdadero receptor de esperma en la cubierta del óvulo, que los investigadores planean investigar más a fondo.