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Fai crescere le tue uova e il tuo sperma
Per le coppie che sembrano non riuscire a rimanere incinta, una delle cause più comuni è la qualità dell'ovulo o dello sperma: spermatozoi che non arrivano mai all'ovulo o che non possono fecondarlo una volta arrivati, e ovuli che resistono alla fecondazione o impianto nella parete uterina. Ora, per la prima volta, gli scienziati hanno trasformato cellule adulte in precursori di cellule uovo e spermatozoi, un risultato che potrebbe un giorno aiutare le coppie sterili a concepire un bambino che condivide il loro DNA.
Terreno fertile: I ricercatori dell'UCLA hanno stimolato le cellule iPS a svilupparsi in precursori di cellule uovo e spermatozoi. Ma prima che potessero farlo, i ricercatori hanno dovuto trovare un modo per identificarli e isolarli dalle cellule circostanti. I marcatori di superficie cellulare (mostrati qui in verde) hanno permesso loro di fare proprio questo.
amanda clark , un biologo dello sviluppo presso l'Università della California, Los Angeles, ha creato i precursori di ovuli e spermatozoi utilizzando una linea esistente di cellule staminali pluripotenti indotte (iPS), così chiamate per la loro capacità di trasformarsi in qualsiasi tipo di tessuto e lodate per il loro potenziale nella medicina rigenerativa. Finora, tuttavia, nessuno aveva dimostrato che fosse possibile stimolare le cellule iPS a riavvolgere i loro orologi interni fino allo stadio dei gameti, o cellule germinali.
I ricercatori avevano precedentemente dimostrato che le cellule staminali embrionali potrebbero produrre precursori di cellule uovo e spermatozoi. Ma le coppie sterili dovrebbero usare ovuli di donatori o sperma ottenuto da cliniche per l'infertilità. Il vantaggio di usare una cellula iPS è che ha la genetica del donatore, dice Clark. La nostra ricerca è lontana molti, molti, molti anni dal generare un tipo di cellula che sarebbe in grado di fecondare e, quindi, di fare un bambino sano. Ma questo è uno dei primi passi.
Lo studio evidenzia anche le differenze tra le cellule staminali embrionali e le cellule iPS, che sono state oggetto di studio per un periodo di tempo molto più breve. Quando Clark ha confrontato il potenziale di sviluppo delle cellule iPS con quello delle cellule staminali embrionali, ha scoperto che quest'ultimo ha portato a precursori di uova e sperma che erano sostanzialmente più sani, con meno anomalie cromosomiche. (Questa differenza potrebbe essere un grosso ostacolo sul percorso verso l'utilizzo delle cellule iPS nella clinica dell'infertilità.) Poiché il risultato [desiderato] dell'utilizzo di queste cellule è produrre un bambino sano, la qualità di una cellula germinale è essenziale per garantire che hai la nascita di un bambino sano, dice Clark. Di conseguenza, osserva, sarà essenziale stabilire test in grado di determinare la qualità di una cellula germinale prima che si avvicini alla clinica.
C'è un vero pericolo qui: se crei un gamete che non va bene, invece di aiutare qualcuno, gli fai del male, dice Pietro Donovan , condirettore del Centro di ricerca sulle cellule staminali di Sue e Bill Gross presso l'Università della California, Irvine . Ciò indica che potremmo aver bisogno di essere ancora più attenti a questo proposito.
Clark ritiene che la qualità dei gameti cellulari iPS abbia molto a che fare con il modo in cui si è formata la linea cellulare originale: due anni fa i ricercatori hanno utilizzato un metodo che utilizza un virus per indurre i cambiamenti genetici necessari per riprogrammare una cellula adulta. Quel virus si inserisce anche nel DNA della cellula e può causare il cancro. Tuttavia, le tecniche più recenti hanno creato cellule iPS senza integrare il DNA virale. Ci piacerebbe poter utilizzare queste cellule iPS più moderne e contemporanee per vedere se l'integrità molecolare delle cellule germinali che derivano da esse è migliorata, afferma Clark.
È molto interessante, dice Renee Reijo Pera , il direttore del Centro dell'Università di Stanford per la ricerca e l'istruzione sulle cellule staminali embrionali umane. Penso che sarà uno strumento meraviglioso per la genetica umana e per alcuni potenziali trattamenti. Ma avverte che è un passo molto precoce. Gli scienziati hanno lavorato con le cellule staminali embrionali per molto più tempo e sono ancora in grado di convincerle a svilupparsi in cellule precursori dei germi. Il grande passo deve ancora venire, e questo è ottenere un uovo maturo o uno spermatozoo, dice. Finora si è rivelato essere un posto di blocco.
Nonostante tutti gli avvertimenti, Donovan e Reijo Pera concordano sul fatto che lo studio rappresenti un grande passo avanti. Lo studio in vitro delle cellule germinali indotte da iPS potrebbe consentire ai ricercatori di comprendere l'intricato processo attraverso il quale si formano i gameti. Questo stesso potrebbe avere un grande impatto sulla comprensione dei meccanismi alla base dell'infertilità, afferma Donovan. E questo, a sua volta, potrebbe aiutare a chiarire gli effetti delle tossine su un embrione in via di sviluppo. Se capiamo come i periodi embrionale e fetale sono influenzati da ambienti tossici, possiamo capire come proteggere la linea germinale durante lo sviluppo, dice.