Proyecto 04 · 2024–2026 · En curso

Escuchando la conversación química
alrededor del óvulo.

MicroBeaCh (Microfluidic Platform for Analyzing Sperm Flagellar Beating in a Chemical Gradient) estudia la cuarta señal natural detrás de EVA: la quimiotaxis.

Estado del arte

No es una carrera. Es una conversación.

Durante mucho tiempo, la fecundación se imaginó como una carrera ganada por el nadador más rápido. La investigación de la última década cuenta una historia más activa: el propio óvulo participa, liberando señales químicas que ayudan a guiar al espermatozoide hacia él1. Mientras viajan por el aparato reproductor femenino, la reotaxis y la termotaxis ya ayudan a orientar su trayecto2; en el camino experimentan la capacitación, una secuencia de cambios bioquímicos que los prepara para la fecundación3.

La capacitación trae consigo un cambio en el modo en que late la cola, de un movimiento simétrico a uno asimétrico conocido como hiperactivación, que permite al espermatozoide abrirse paso a través del complejo cúmulo-ovocito que rodea al óvulo4. El fluido alrededor del óvulo es rico en moléculas de señalización (progesterona, EGF, BDNF, GDF9, fibronectina y otras) que se cree dan forma a esta aproximación final5. Pero cómo se adapta exactamente el flagelo, latido a latido, a ese paisaje químico sigue siendo poco conocido: los métodos existentes suelen probar solo un conjunto reducido de estas señales, y rara vez en condiciones que se asemejen al aparato reproductor real.

Cerca del óvulo, los espermatozoides capacitados pasan de un latido flagelar pequeño, uniforme y simétrico a un latido mucho más amplio y unilateral, llamado hiperactivación. MicroBeaCh sigue ese cambio bajo gradientes químicos controlados.
Visión del proyecto

Qué hace MicroBeaCh.

Una plataforma microfluídica biomimética, combinada con visión impulsada por IA, dirigida a una sola pregunta: ¿cómo responde realmente el flagelo a las señales químicas que encuentra cerca del óvulo?

Gradientes biomiméticos

Una plataforma microfluídica reproduce el entorno químico fisiológico que el espermatozoide encuentra en el aparato reproductor femenino.

Visión impulsada por IA

La visión por computadora sigue el movimiento flagelar en tiempo real, convirtiendo cada latido en datos de motilidad precisos y automatizados.

Nuevos marcadores de calidad

El objetivo: identificar parámetros de motilidad que reflejen la verdadera capacidad fecundante, profundizando la inteligencia detrás de la selección de EVA.

Innovación

Por qué esto no se había hecho antes.

MicroBeaCh es el primer estudio en evaluar de forma integral el latido flagelar del espermatozoide a lo largo de un paisaje químico dinámico, en lugar de un único estímulo fijo. Tres factores lo hacen posible:

  • Una plataforma microfluídica personalizada capaz de generar gradientes químicos complejos y controlados, no solo un único escalón de concentración.
  • Visión por computadora basada en IA integrada directamente con la plataforma, que analiza el movimiento flagelar mientras ocurre en lugar de a partir de una revisión posterior del video.
  • Un enfoque biomimético en todo momento: cada condición probada se elige para asemejarse a lo que el espermatozoide realmente encuentra in vivo, no a una simplificación artificial de laboratorio.
iInformación del proyecto
Periodo
2024–2026
Programa
Horizon Europe, MSCA Postdoctoral Fellowship
Convocatoria
HORIZON-MSCA-2023-PF-01-01
ID del proyecto
101154015
Agencia
REA
Palabras clave
Quimiotaxis, cúmulo, microfluídica, latido flagelar del espermatozoide
Quimiotaxis
Divulgación

Acogido por Beezbiotech.

Beezbiotech es la única organización anfitriona de esta beca. Los resultados se compartirán mediante publicaciones científicas y presentaciones en congresos, junto con actividades de divulgación dedicadas a involucrar a la comunidad más amplia en la ciencia de la fertilidad.

Financiado por la Unión Europea

Este proyecto ha recibido financiación del programa de investigación e innovación Horizon Europe de la Unión Europea bajo el acuerdo de subvención n.º 101154015.

Referencias

Fuentes citadas anteriormente.

  1. Fitzpatrick, J. L. et al. Chemical signals from eggs facilitate cryptic female choice in humans. Proc. R. Soc. B Biol. Sci. 287, 20200805 (2020).
  2. Suarez, S. S. & Wu, M. Microfluidic devices for the study of sperm migration. Mol. Hum. Reprod. 23, 227–234 (2017).
  3. De Jonge, C. Biological basis for human capacitation — revisited. Hum. Reprod. Update (2017). doi:10.1093/humupd/dmw048.
  4. Takei, G. L. Molecular mechanisms of mammalian sperm capacitation, and its regulation by sodium-dependent secondary active transporters. Reprod. Med. Biol. 23, e12614 (2024).
  5. Olaniyan, O. T. et al. Ovarian odorant-like biomolecules in promoting chemotaxis behavior of spermatozoa olfactory receptors during migration, maturation, and fertilization. Middle East Fertil. Soc. J. 26, 3 (2021).