Palabras clave: folículos ováricos, cultivo tridimensional, alginato, biotecnología reproductiva

Autores: Alfredo González Gil y Rosa Ana Picazo González

Afiliaciones

• Sección Departamental de Fisiología, Facultad de Veterinaria, Universidad Complutense de Madrid, Madrid, España.

Uno de los grandes desafíos actuales de la biotecnología reproductiva es la conservación de la fertilidad y de los recursos genéticos animales, de especial relevancia en especies domésticas, silvestres y en peligro de extinción. En todas ellas, preservar este material puede contribuir tanto a la mejora de las técnicas de reproducción asistida como a la conservación de la biodiversidad. Sin embargo, la conservación del gameto femenino es compleja, ya que en el ovario, la mayor parte de los oocitos, es decir, las células reproductoras de la hembra, se encuentran en estado inmaduro y no competente para la fecundación. Esto significa que mantener su viabilidad y conseguir su desarrollo fuera de su entorno natural en el tracto reproductor de la hembra,  supone un importante reto. Por ello, el establecimiento de sistemas de cultivo in vitro capaces de reproducir las condiciones del ovario constituye una prioridad para la investigación biomédica y reproductiva [1].

La foliculogénesis es el proceso mediante el cual los folículos se desarrollan dentro del ovario. Los folículos ováricos están constituidos por un oocito rodeado por varios estratos de células de soporte, conocidas como células de la granulosa y de la teca, que regulan su crecimiento y maduración. El desarrollo del oocito depende de la estrecha interacción y comunicación entre todas estas células. El cultivo de estas células en el interior de los folículos supone un importante desafío tecnológico. Los sistemas convencionales de cultivo en dos dimensiones, sobre una placa, presentan limitaciones, ya que no reproducen adecuadamente el entorno tridimensional del folículo ni las interacciones entre las células que lo componen. Como consecuencia, algunas células se desprenden y se dispersan sobre la superficie de cultivo, alterando la arquitectura folicular y limitando su funcionalidad y viabilidad, pudiendo incluso producirse la migración del oocito fuera del folículo. Para hacer frente a este problema, un grupo de investigación de la Sección Departamental de Fisiología de la Facultad de Veterinaria de la Universidad Complutense de Madrid, especializado en fisiología reproductiva y endocrinología, ha desarrollado y optimizado un sistema de cultivo tridimensional (3D) in vitro de folículos preantrales ováricos, que corresponden a etapas tempranas del desarrollo de los folículos, antes de la formación del antro, en las especies felina y porcina, basado en hidrogeles de alginato [2,3]. 

El alginato es un biomaterial obtenido de algas pardas muy utilizado en ingeniería tisular. Los folículos aislados a partir de la corteza ovárica se encapsulan individualmente en pequeñas microesferas de alginato que actúan como un soporte 3D. Este entorno reproduce con mayor fidelidad las condiciones presentes en el ovario y permite conservar la arquitectura esférica característica del folículo (Figura 1) [2,3]. Además, los folículos se cultivan en medios definidos libres de suero y suplementados con hormonas, como la FSH y la LH,  y factores de crecimiento que actúan como señales necesarias para favorecer el desarrollo folicular, la maduración del oocito y la producción de hormonas esteroides [2,3]

Los resultados obtenidos muestran que, tanto en la especie felina como porcina, el cultivo en alginato al 0,5 % permite mantener la integridad estructural de los folículos, estimular su crecimiento y promover la síntesis y secreción de hormonas esteroides de forma similar a la observada en condiciones fisiológicas [2,3]. Por el contrario, concentraciones de alginato más elevadas proporcionan un soporte demasiado rígido que limita el desarrollo folicular, mientras que la ausencia de soporte 3D se acompaña de un deterioro progresivo de la estructura folicular [2,3]. 

Estas investigaciones han permitido desarrollar un sistema valioso para el estudio de la foliculogénesis. Además, esta herramienta podría contribuir en el futuro a la conservación de material genético de la hembra de las especies porcina y felina, al desarrollo de programas de preservación de la biodiversidad, a la optimización de técnicas de reproducción asistida y a la creación de modelos experimentales para evaluar fármacos, aditivos alimentarios o moléculas con potencial impacto sobre la reproducción.

En conclusión, el sistema 3D de cultivo de folículos preantrales desarrollado representa un avance en el campo de la biotecnología reproductiva. Al recrear con mayor fidelidad el microambiente natural del ovario, se puede mejorar la supervivencia y funcionalidad de los folículos cultivados. Esto abre nuevas perspectivas para su aplicación en investigación biomédica, medicina veterinaria y conservación de recursos genéticos.

Figura 1. (A) Folículo preantral ovárico felino en cultivo bidimensional, mostrando la migración del oocito; (B) Folículo preantral ovárico felino cultivado con 0,5% de alginato; (C) Folículo preantral ovárico porcino en cultivo bidimensional, en el que las células de la granulosa comienzan a separarse del folículo; (D) Folículo preantral ovárico porcino encapsulado en 0,5% de alginato y en cultivo, que muestra el mantenimiento de la estructura y morfología esférica del folículo. (Fuente: cedida por los autores).

Referencias bibliográficas

1. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). In vivo conservation of animal genetic resources. In FAO Animal Production and Health Guidelines; FAO: Rome, Italy, 2013. Available online: http://www.fao.org/docrep/018/i3327e/i3327e.pdf
2. Fuertes-Recuero M., González-Gil A., Fontanillas Pérez J.C., García-Cuenca Ariati I., & Picazo R.A. (2023). Determination of the appropriate concentration of sodium alginate used for in vitro culture of cat preantral follicles in a serum-free medium containing FSH, EGF and IGF-I. Reproduction in Domestic Animals, 58(5), 670-678. https://doi.org/10.1111/rda.14336
3. González-Gil A., Sánchez-Maldonado B., García-Artiga C., Aranda P.J., & Picazo R.A. (2026). Optimization of sodium alginate concentration and evaluation of individual versus group in vitro culture of porcine preantral follicles in a serum-free medium. Animals, 16(3), 376. https://doi.org/10.3390/ani16030376

Folículo porcino encapsulado en hidrogel de alginato. Fuente: cedida por los autores