Da una cellula cutanea a un ovulo pronto per la fecondazione: cosa ha ottenuto la scienza
Biologi dell’Università dell’Oregon sono riusciti a trasformare una cellula della pelle in un ovulo maturo capace di essere fecondato. Per ora si tratta di un esperimento di laboratorio con numerose limitazioni, ma apre scenari completamente inediti nel trattamento dell’infertilità.
Immagina che un piccolo campione di pelle possa bastare per avere un figlio con il tuo materiale genetico, anche se il tuo corpo non è in grado di produrre ovuli. È esattamente questo lo scenario che questo risultato porta un passo più vicino alla realtà.
Chi c’è dietro la ricerca e cosa hanno pubblicato
I ricercatori della Oregon Health & Science University hanno reso pubblici i risultati di esperimenti in cui hanno creato con successo ovociti umani partendo da normali cellule cutanee. Mentre la medicina riproduttiva classica lavora con ovuli prelevati dalle ovaie, questo metodo offre un’alternativa a chi ha perso la propria riserva ovarica a causa di chemioterapia, radioterapia o difetti congeniti.
Il progressivo perfezionamento delle tecniche di riprogrammazione cellulare dimostra che il confine tra diversi tipi di tessuto non è così rigido come si credeva un tempo. Gli esperti sottolineano tuttavia che occorreranno ancora molti anni di test e riflessioni etiche prima che il metodo possa essere introdotto nella pratica clinica.
Come un frammento di pelle diventa un ovulo pronto per la fecondazione
L’intero processo inizia con la rimozione del nucleo da una cellula cutanea. Questo nucleo contiene un corredo completo di materiale genetico, per un totale di 46 cromosomi. I ricercatori trasferiscono poi il nucleo in un ovocita donato, dal quale il materiale genetico originale è stato preventivamente eliminato.
Il risultato è un ovulo ibrido: il citoplasma proviene dalla donatrice, mentre il DNA appartiene alla cellula cutanea di una persona specifica. La sfida è che un tale ovocita possiede inizialmente 46 cromosomi, ovvero un corredo completo. Un ovulo naturale ne ha soltanto 23, poiché deve unirsi ai 23 cromosomi di uno spermatozoo.
I biologi hanno messo a punto un metodo artificiale per costringere la cellula a liberarsi di metà dei suoi cromosomi. A questo scopo viene utilizzato un approccio originale chiamato mitomeiosi, una combinazione di elementi tipici della divisione cellulare per la crescita dei tessuti e del processo che porta alla formazione delle cellule germinali. La cellula viene indotta a comportarsi come se stesse attraversando il naturale processo di formazione dell’ovulo.
Roscovitin, impulso elettrico e ICSI nella pratica
Un ruolo chiave in questa meiosi artificiale è svolto dalla roscovitin, una sostanza che blocca gli enzimi responsabili del controllo della divisione cellulare. Combinata con l’elettroporazione, ovvero un breve impulso elettrico che apre temporaneamente la membrana cellulare a determinate molecole, riesce a indurre una forma atipica di divisione cellulare.
Dopo questo intervento, una parte dei cromosomi migra verso strutture che funzionano come corpi polari, mentre nella cellula rimane un numero ridotto di cromosomi. Se tutto procede come previsto, la cellula diventa aploide, contenendo 23 cromosomi proprio come un classico ovocita umano.
Segue poi la fecondazione mediante la tecnica standard utilizzata nella fecondazione in vitro: la ICSI, ovvero l’iniezione di un singolo spermatozoo direttamente nell’ovulo. In questo modo i ricercatori verificano se l’ovocita creato in laboratorio funziona davvero come un vero ovulo e se è in grado di avviare il primo sviluppo embrionale. I medici della University of Oregon hanno condotto decine di esperimenti con diversi protocolli di elettroporazione e dosi di roscovitin.
Il tasso di successo è ancora molto basso e gli errori nel DNA sono frequenti
Dal punto di vista dei biologi, questi primi risultati rappresentano un avanzamento significativo. Dal punto di vista dei pazienti, si tratta di una prospettiva ancora molto lontana nel tempo. Degli 82 ovociti creati artificialmente, solo una piccola parte ha portato alla formazione di embrioni che hanno raggiunto lo stadio di blastocisti, ovvero circa il sesto giorno di sviluppo.
È proprio in questo momento che gli embrioni nella riproduzione assistita vengono normalmente trasferiti nell’utero. In questo esperimento, circa il 9 percento di essi ha raggiunto tale stadio. È interessante notare che molti embrioni muoiono anche nella fecondazione naturale o nella classica IVF: in genere solo il 30-40 percento raggiunge lo stadio di blastocisti.
Tutti gli embrioni creati da ovociti ottenuti da cellule cutanee presentavano gravi anomalie cromosomiche che rendono impossibile un ulteriore sviluppo sano. Nella maggior parte dei casi si trattava di una distribuzione errata dei cromosomi tra l’ovulo e le strutture che eliminano il materiale genetico in eccesso. La conseguenza è l’aneuploidia, ovvero un numero scorretto di cromosomi o coppie cromosomiche mal appareggiate. In pratica, un tale embrione non ha alcuna possibilità di diventare un bambino sano.
Un ulteriore problema è l’assenza della ricombinazione genetica tipica della meiosi naturale. Questo processo garantisce lo scambio di segmenti di DNA tra coppie di cromosomi e migliora la qualità genetica della prole. Qui la natura viene aggirata, il che può portare a conseguenze sulla salute sottili e difficili da prevedere.
Chi potrebbe beneficiare in futuro di ovuli creati dalla pelle
Se si riuscisse a padroneggiare questa tecnica, l’elenco dei potenziali destinatari sarebbe molto ampio. Si tratta principalmente di persone a cui la medicina attuale offre possibilità molto limitate per quanto riguarda la genitorialità biologica.
- Donne dopo trattamenti oncologici in cui chemioterapia o radioterapia hanno distrutto gli ovuli
- Persone con assenza congenita di ovaie funzionali
- Donne la cui riserva ovarica si è esaurita prematuramente
- Coppie dello stesso sesso che desiderano un figlio con il materiale genetico di entrambi i partner
- Uomini dopo lesioni o malattie che hanno compromesso il sistema riproduttivo
- Persone con predisposizioni genetiche a disturbi precoci della fertilità
In questa visione medica, un piccolo campione di pelle sarebbe sufficiente per creare un ovocita geneticamente legato alla persona in questione. Per le donne significherebbe la possibilità di evitare ovuli donati da estranee e mantenere un pieno legame genetico con il figlio. I ricercatori della Oregon Health & Science University sottolineano che questo potrebbe potenzialmente aiutare migliaia di pazienti ogni anno.
Lo scenario più estremo riguarda le coppie maschili. Teoricamente nulla impedirebbe di prelevare una cellula cutanea da un partner, trasformarla in ovocita e fecondarla con il seme dell’altro. Si tratta di una configurazione completamente nuova di genitorialità, che né la legislazione, né la medicina, né l’etica hanno mai affrontato finora. Una questione aperta è come un tale bambino erediterebbe i modelli di imprinting genomico tipici rispettivamente dei geni materni e paterni.
Su cosa stanno lavorando i ricercatori e cosa rimane ancora da risolvere
Il team della University of Oregon sta ora lavorando per controllare meglio la disposizione e la distribuzione dei cromosomi durante la meiosi artificiale. Ciò riguarda sia la chimica delle sostanze utilizzate sia i dettagli dei protocolli di elettroporazione e la durata delle singole fasi. I ricercatori testano diverse concentrazioni di roscovitin e bloccanti alternativi del ciclo cellulare.
Gli esperti sottolineano che occorreranno almeno diversi anni di ricerca intensa prima che qualcuno possa pensare di applicare questa tecnica nelle cliniche per la fertilità. Sono necessari anche studi su modelli animali e analisi di sicurezza notevolmente più ampie. Medici di diverse istituzioni richiedono già ora un coordinamento internazionale di questi esperimenti.
Una questione importante è la stabilità genomica degli ovociti creati artificialmente. I biochimici stanno esaminando se si verificano danni al DNA durante il trasferimento del nucleo e l’elettroporazione. Un altro tema è l’epigenetica: i marcatori chimici sul DNA che influenzano quali geni sono attivi. Questi marcatori sono diversi negli ovuli e negli spermatozoi, e la loro corretta regolazione è fondamentale per un sano sviluppo embrionale.
Il dilemma etico: dove finisce il tessuto e dove inizia il potenziale di una nuova vita
Quando i ricercatori iniziano a produrre cellule germinali da cellule che originariamente non avevano alcuna funzione riproduttiva, il confine tra tessuto ordinario e il potenziale inizio di una vita comincia a sfumarsi. Una cellula della pelle lasciata su una tazza o uno spazzolino da denti non è più semplice materiale biologico di scarto.
Sorgono interrogativi su chi possieda il potenziale riproduttivo nascosto nelle cellule del corpo e fino a dove possa estendersi un consenso al loro utilizzo. Alcuni paesi, come l’Australia, hanno norme molto restrittive sulla creazione di embrioni in laboratorio. I giuristi avvertono che tali esperimenti potrebbero toccare ambiti formalmente vietati, poiché cambia la definizione stessa di cosa sia una cellula destinata alla riproduzione.
Gli specialisti in medicina riproduttiva ricordano anche che la trasparenza nella ricerca e un controllo molto rigoroso sono imprescindibili. Non si tratta solo di accettazione sociale, ma anche della sicurezza dei futuri bambini. L’aneuploidia, l’assenza di ricombinazione, le possibili alterazioni dell’imprinting genomico: tutto questo può riflettersi in malattie di cui oggi sappiamo ancora pochissimo.
Il dibattito non si limita alle questioni tecniche. Lo stesso concetto di famiglia basato sui legami genetici è in trasformazione. Un bambino nato da cellule cutanee di due uomini avrebbe una struttura di imprinting ereditario completamente diversa rispetto a un bambino concepito nel modo classico tra un uomo e una donna. I bioeticisti hanno già cominciato a discutere come tale genitorialità debba essere riconosciuta alla luce della normativa vigente. Al tempo stesso emergono preoccupazioni riguardo alla commercializzazione di questa tecnologia e all’insorgere di nuove disuguaglianze sociali nell’accesso alla medicina riproduttiva avanzata.
