El objetivo de este proyecto es desarrollar modelos in vitro basados en la tecnología celular y molecular junto con la aplicación de micro-esferas y nano-partículas para el estudio de la interacción entre el ovocito y espermatozoide. El proceso fundamental para generar una nueva célula embrionaria es la interacción entre las dos células germinales, el ovocito y el espermatozoide, el reconocimiento e interacción de estas dos células ha sido ampliamente estudiado pero debido a su especificidad celular, tanto morfológica como funcional, el uso de estas células en laboratorio es complicado, sobretodo el ovocito, célula muy limitada en todas las especies. Numerosos estudios han caracterizado proteínas, tanto del ovocito como del espermatozoide, como responsable potenciales de esta unión, pero hasta la fecha solo cuatro proteínas Izumo (proteína del espermatozoide), Juno, CD9 y ZP2 (proteínas óvulo) han sido descritas como indispensables para el reconocimiento y fusión de los dos gametos gracias a la aplicación de las técnicas de ingeniería genética (ratones modificados genéticamente), sin embargo, estos ensayos son muy costosos, económica y tecnológicamente, se centran en la especie murina, y son complicados de trasladar a otras especies (humana, porcina) lo que supone un limitante determinante en la extrapolación de los resultados a otras especies debido principalmente a la especificidad taxonómica que constituye el proceso de reconocimiento entre el óvulo y el espermatozoide. En este proyecto proponemos dos modelos:

1. Proponemos un modelo en 3D que imite la forma del ovocito. Este modelo se obtendrá combinando micro-esféricas magnéticas con las proteínas recombinantes involucradas en la interacción y fertilización de gametos, como es la proteína ZP2, proteína de la matriz extracelular, responsable del reconocimiento espermatozoide y ovoctio y la proteína Juno, receptor de la membrana plasmática del ovocito responsable de la fusión entre el espermatozoide y el ovocito. De esta manera podremos estudiar el comportamiento fisiológico del espermatozoide ante estas dos moléculas en un ambiente similar al in vivo. El desarrollo de un modelo 3D permitirá el análisis del papel de estas proteínas en diferentes especies de mamíferos puesto que la tecnología recombinante hace que este modelo sea fácilmente transferible a muchas especies. Reducirá el uso de gametos femeninos en ensayos in vitro. Podría implementarse en toda la industria como una selección in vitro y una técnica de evaluación de calidad de espermatozoides mamíferos potencialmente fértiles.
2. Proponemos un método para la magnetización de ovocitos basado en la utilización de nano-partículas magnéticas y una tecnología de unión proteica entre las nano-partículas y la parte externa de los ovocitos, denominada zona pelúcida (ZP). En particular, el método propuesto comprenderá una primera etapa en la que se conjugarán (proceso de unión) las nano-partículas magnéticas con la proteína recombinante oviductina (OVGP1). Una segunda etapa en la que se comprueba si dicha conjugación nanopartículas-OVGP1 a su vez se une a la ZP de ovocito tras su incubación. Finalmente, una tercera etapa en la que se evalúa si las nano-partículas magnéticas unidas a la ZP de ovocitos son suficientes para que sean atraídos por un campo magnético. Una vez demostrada la capacidad de manipulación de los ovocitos mediante un campo magnético, diseñaremos los experimentos fisiológicos para probar su utilidad. El método descrito en este proyecto supone un gran avance en la manipulación de ovocitos y embriones, ya sea para su desplazamiento hacia lugares específicos a través de la aplicación de un campo magnético móvil o para mantenerlos inmóviles mediante un campo magnético fijo. El uso de este método puede ser de gran interés en técnicas de fecundación in vitro.