Descubren dos proteínas esenciales para la movilidad del espermatozoide y la fertilidad masculina
Científicos describen cómo dos proteínas «invisibles», la CFAP91 y la EFCAB5, marcan la diferencia entre un espermatozoide inmóvil y otro capaz de alcanzar el óvulo. El descubrimiento abre nuevas vías para diagnosticar y tratar la infertilidad masculina.
Por Enrique Coperías
Espermatozoides maratonianos: una metáfora visual del hallazgo científico que revela cómo las proteínas CFAP91 y EFCAB5 regulan la movilidad del esperma, un factor decisivo en la fertilidad masculina. Imagen generada con Gemini
El estudio de la infertilidad masculina ha girado de forma habitual en torno a grandes sospechosos: alteraciones hormonales, problemas en la producción de espermatozoides o defectos genéticos ya conocidos que afectan la forma y la cantidad de las células sexuales.
Pero en las últimas dos décadas, los biólogos han comenzado a mirar más de cerca los engranajes diminutos que permiten que un espermatozoide cumpla su función esencial: desplazarse a contracorriente por el aparato reproductor femenino hasta alcanzar el óvulo.
Un nuevo estudio liderado por investigadores de la Universidad de Osaka, en Japón, y publicado en la revista Nature Communications acaba de desvelar el papel crucial de dos proteínas hasta ahora enigmáticas —la CFAP91 y la EFCAB5— en ese proceso. Su hallazgo no solo ilumina un aspecto hasta ahora oscuro de la biología celular, sino que también abre la puerta a nuevas explicaciones y diagnósticos para casos inexplicables de infertilidad masculina.
Qué es la fertilidad masculina y por qué depende del movimiento espermático
El espermatozoide es, ante todo, una célula motora. Su capacidad de fecundar depende de que su cola, el flagelo espermático, pueda batirse con la suficiente fuerza, velocidad y coordinación. Esa estructura está construida sobre un armazón microscópico llamado axonema, compuesto por microtúbulos y una serie de complejos proteicos que actúan como engranajes de un motor nanométrico.
Entre esos complejos se encuentran los llamados radial spokes o radios radiales, que no son piezas decorativas: actúan como reguladores del movimiento. Cada espermatozoide humano contiene tres tipos principales —RS1, RS2 y RS3—, que se repiten a intervalos regulares a lo largo de la cola.
Como resume Haoting Wang, autor principal del estudio, «la estructura del flagelo espermático es bastante compleja e incluye radios radiales, que son esenciales para controlar el movimiento flagelar. CFAP91 es una proteína de uno de esos radios y se ha relacionado con la infertilidad masculina humana, pero hasta ahora no estaba claro por qué tenía este efecto».
Los defectos en esas estructuras ya habían sido vinculados en el pasado a problemas de movilidad espermática y, por tanto, a la infertilidad masculina. Sin embargo, faltaban piezas para comprender el mecanismo completo. Ahí es donde entran en juego CFAP91 y EFCAB5.
La proteína CFAP91, un andamio esencial para el flagelo espermático
La primera de ellas, LA CFAP91 (Cilia and Flagella Associated Protein 91), era conocida por aparecer alterada en algunos hombres con infertilidad grave. Pero su función molecular no estaba clara. El equipo japonés recurrió a una estrategia clásica de la biología moderna: generar ratones knockout, es decir, modificados genéticamente para que carezcan de la proteína en cuestión.
Los resultados con estos roedores fueron contundentes: los machos sin CFAP91 eran infértiles, sus espermatozoides mostraban colas cortas, deformes y completamente inmóviles. En la jerga clínica, sufrían una combinación de:
✅ Oligozoospermia (pocos espermatozoides).
✅ Astenozoospermia (espermatozoides sin movimiento)
✅ Teratozoospermia (formas anómalas).
«El resultado fue muy claro —afirma Haruhiko Miyata, autor sénior del estudio—. Los ratones sin CFAP91 no solo presentaron una formación defectuosa del flagelo espermático, sino que además eran infértiles».
El análisis microscópico reveló que, sin CFAP91, no se ensamblaban correctamente otras piezas clave del RS3, como las proteínas CFAP251 y LRRC23. Es decir, CFAP91 actúa como un andamio molecular indispensable para montar el complejo estructural que da soporte al flagelo. Sin ese andamio, todo el edificio se derrumba.
EFCAB5: el regulador oculto de la movilidad del esperma
La sorpresa llegó cuando los investigadores aplicaron una técnica innovadora llamada proximity labeling en espermatozoides maduros. Este método permite marcar y rastrear proteínas que se encuentran muy próximas entre sí en la célula, revelando así asociaciones físicas que de otro modo se perderían al disolver las muestras.
Así descubrieron la presencia de EFCAB5, una proteína prácticamente desconocida hasta entonces, que resultó estar íntimamente asociada a CFAP91 en el RS3. A diferencia de CFAP91, cuya ausencia imposibilita directamente la formación del flagelo espermático, EFCAB5 tiene un papel distinto: regula el movimiento espermático una vez que la estructura está construida.
Cuando generaron ratones knockout sin EFCAB5, los animales no quedaron totalmente estériles, pero sí mostraron fertilidad reducida. Sus espermatozoides tenían colas aparentemente normales, pero se movían peor, con trayectorias más lentas, menos progresivas y con un patrón defectuoso de hiperactivación espermática, ese movimiento enérgico que es imprescindible para penetrar la envoltura del óvulo.
Rastros de espermatozoides en movimiento. Cortesía: Masahito Ikawa
Una coreografía molecular
Los resultados dibujan así un escenario fascinante:
✅ La CFAP91 se comporta como un director de obra, reclutando las piezas necesarias para levantar el flagelo espermático.
✅ La EFCAB5, en cambio, es más parecida a una directora de orquesta, afinando la respuesta de ese motor microscópico para que la cola del espermatozoide bata en la cadencia adecuada.
En palabras de Haoting Wang, «nuestros hallazgos muestran que la proteína CFAP91 afecta a la fertilidad masculina, porque actúa como un andamio para ensamblar los radios radiales. Además, demostramos que la proteína próxima EFCAB5 es crucial para controlar el movimiento especializado del esperma».
Ambas proteínas son, por tanto, complementarias: una asegura la construcción de la maquinaria, la otra, su correcta regulación. Su ausencia o mal funcionamiento puede explicar dos tipos distintos de infertilidad masculina: aquella en la que los espermatozoides directamente no se forman bien y la que, pese a contar con células de aspecto normal, estas fracasan en la meta más importante: llegar al óvulo.
Consecuencias clínicas para la infertilidad masculina
Aunque el estudio se realizó principalmente en ratones, los autores verificaron que tanto la CFAP91 como la EFCAB5 están presentes también en espermatozoides humanos.
Además, datos previos ya habían vinculado mutaciones genéticas en la CFAP91 con casos de infertilidad grave en hombres, y se ha observado que EFCAB5 aparece reducida en pacientes con azoospermia obstructiva. Esta es un tipo de infertilidad masculina en la que el testículo produce espermatozoides normales, pero estos no pueden salir en el semen porque hay una obstrucción en los conductos, como los deferentes y el epidídimo.
Esto significa que los genes de la CFAP91 y la EFCAB5 podrían convertirse en nuevos biomarcadores genéticos para diagnosticar problemas de fertilidad masculina. Hoy, un porcentaje significativo de los casos de infertilidad masculina sigue siendo clasificado como idiopático, sin causa conocida. Hallazgos como este ayudan a reducir esa zona de sombra.
Posibles aplicaciones: diagnósticos genéticos y nuevos tratamientos
De momento, el descubrimiento es fundamentalmente de carácter básico: entender cómo funciona la maquinaria celular del espermatozoide. Pero sus aplicaciones clínicas no están lejos.
Por un lado, podría integrarse en paneles genéticos para identificar defectos en la CFAP91 y la EFCAB5 en hombres que acuden a clínicas de fertilidad. Esto permitiría ofrecer diagnósticos más precisos, anticipar el pronóstico y adaptar las estrategias de reproducción asistida.
Por otro, a largo plazo, comprender cómo regulan estas proteínas el movimiento espermático podría abrir la puerta a terapias dirigidas. En teoría, moléculas capaces de suplir o modular la función de la EFCAB5 podrían mejorar la motilidad de los espermatozoides en algunos pacientes. En el extremo opuesto, manipular estas rutas podría inspirar nuevos métodos de anticoncepción masculina.
El valor de mirar con lupa
El trabajo es también un ejemplo de cómo la ciencia avanza combinando nuevas tecnologías con preguntas clásicas. Los flagelos de los espermatozoides han sido observados desde hace más de un siglo, pero aún hoy siguen revelando secretos cuando se aplican herramientas de biología molecular de última generación.
La técnica de proximity labeling, en particular, ha permitido asomarse al vecindario proteico de la CFAP91 en células maduras, un entorno donde los métodos habituales de laboratorio tienden a destruir las interacciones.
Gracias a ello, la EFCAB5 pasó de ser una desconocida a ocupar un lugar central en la conversación sobre la fertilidad masculina.
Más allá del laboratorio
La infertilidad afecta a alrededor del 15% de las parejas en edad reproductiva en todo el mundo, y en la mitad de los casos el origen está en los hombres. Sin embargo, el peso cultural e histórico del estudio de la fertilidad ha recaído durante décadas sobre la mujer.
Investigaciones como esta ponen de relieve la necesidad de ampliar el foco y considerar la biología masculina con la misma atención. Conocer a fondo los engranajes moleculares que permiten que un espermatozoide se mueva no es solo un ejercicio de curiosidad científica, sino un paso imprescindible para ofrecer soluciones a millones de personas.
En palabras de los autores del estudio, «este trabajo amplía la comprensión de la especialización del axonema en los espermatozoides de mamíferos y su relevancia en la infertilidad masculina». Traducido: no se trata solo de entender cómo se baten las colas microscópicas de unas células, sino de aportar claridad a una de las experiencias más frustrantes y dolorosas que pueden atravesar las parejas: el deseo de tener hijos y no conseguirlo.
El motor secreto de la vida
Al final, el hallazgo de la CFAP91 y la EFCAB5 nos recuerda que incluso los procesos más universales y aparentemente simples —como la fecundación— dependen de una coreografía molecular precisa. Basta que una de esas piezas invisibles falle para que toda la maquinaria se detenga.
En la batalla que cada espermatozoide libra contra el tiempo y el espacio, desde su eyaculación hasta el encuentro con el óvulo, la diferencia entre el éxito y el fracaso puede residir en una sola proteína. Ahora sabemos que, al menos en parte, los nombres de esas piezas son la CFAP91 y la EFCAB5. ▪️
Información facilitada por la Universidad de Osaka
Fuente: Wang, H., Shimada, K., Pham, A.H. et al. Proximity labeling of axonemal protein CFAP91 identifies EFCAB5 that regulates sperm motility. Nature Communications (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-63705-7
