El objetivo de este proyecto es desarrollar modelos in vitro basados en la tecnología celular y molecular en 3D 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, sobre todo el ovocito, célula muy limitada en todas las especies. Numerosos estudios han caracterizado proteínas, tanto del ovocito como del espermatozoide, involucradas potencialmente en esta unión pero todavía hoy en día, es complicado generar un modelo exacto de cómo ocurre este proceso. La tecnología de ingeniería genética (ratones modificados genéticamente), ha generado recientemente nuevas teorías sobre las proteínas y estructuras implicadas, pero estos ensayos, muy costosos, económica y tecnológicamente, se centran en la especie murina, y son imposibles de trasladar a otras especies (humana, porcina). Por otro lado, los modelos animales o modelos in vivo brindan información que no puede ser obtenida mediante técnicas in vitro, donde los resultados experimentales no siempre reproducen lo que ocurre en el organismo como un todo.

La tecnología de biología molecular, creando proteínas recombinantes en células heterólogas, ha permitido generar proteínas potencialmente implicadas en el proceso de fecundación para realizar numerosos ensayos de actividad, Sin embargo, actualmente sabemos que esta representación ofrece una visión limitada del proceso de reconocimiento de gametos y su entorno, por lo que estos ensayos generan datos incompletos pues se centran en estudios de proteínas individuales y prescinden de la estructura tridimensional original.

El objetivo general de este proyecto es desarrollar un modelo celular que permita el estudio de la interacción del espermatozoide con la zona pelúcida (ZP), matriz extracelular que rodea al ovocito, para mimetizar el microambiente generado in vivo al combinar proteínas potencialmente implicadas y recrear condiciones más fisiológicas. La estrategia que vamos a seguir en este proyecto es aproximarnos a un modelo de estudio 3D de dos formas:

• Generar cultivos celulares en 3D sobre matrices porosas que expresen las proteínas recombinantes que forman la zona pelúcida del ovocito
• Producir proteínas recombinantes de la zona pelúcida marcadas con un tag en cultivos convencionales para conjugarlas sobre superficies esféricas.

Estos dos modelos se emplearán para realizar ensayos con espermatozoides en diferentes condiciones moleculares y fisiológicas, pudiendo incluir otros factores presentes en el momento de la fecundación, como son las células del cúmulo y componentes del fluido oviductal. El diseño de dos modelos se debe a que ambos comprenden la misma base molecular, pero permiten una aproximación diferente a nivel biológico, por lo que el esfuerzo tecnológico será el mismo (crear células que expresen la proteínas recombinantes de la zona pelúcida) y de este modo aumentar las posibilidades de éxito del objetivo general.