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L'ovaio artificiale potrebbe aiutare le donne sterili
I ricercatori della Brown University hanno creato un'ovaia umana artificiale utilizzando un approccio di ingegneria dei tessuti che sperano un giorno consentirà agli scienziati di far maturare gli ovuli umani in laboratorio.
Ricerca riproduttiva: Questa ovaia umana artificiale circonda le sfere delle cellule della granulosa, che sono contrassegnate con un colorante verde fluorescente.
A breve termine, un'ovaia artificiale consentirà ai ricercatori di esplorare meglio l'impatto delle tossine ambientali o delle sostanze che migliorano la fertilità sulla fertilità umana. Potrebbe anche aiutare lo sviluppo di nuove forme di contraccettivi e lo studio del cancro ovarico.
Più avanti, potrebbe anche aiutare le donne le cui ovaie sono danneggiate a causa di chemioterapia, radiazioni o malattie, secondo un carta pubblicato nell'attuale numero di Giornale di riproduzione assistita e genetica . Oggi, quelle donne hanno limitate opportunità di parto: un ciclo di fecondazione in vitro frettoloso che porta a una manciata di ovuli congelati o il congelamento del tessuto ovarico nella speranza che un giorno ovuli sani possano maturare.
Un'ovaia artificiale, dove gli ovuli immaturi potrebbero essere raccolti a migliaia e poi maturati a piacimento in laboratorio, aprirebbe enormi possibilità per una donna su 1.000 che ne ha bisogno, afferma il primo autore dell'articolo, Stephan Krotz , che era uno studente laureato alla Brown quando ha lavorato al giornale.
L'ovaio artificiale segna la prima volta in cui i ricercatori sono riusciti a creare un ambiente tridimensionale che contiene i tre principali tipi di cellule ovariche: le cellule della teca, le cellule della granulosa e gli ovuli, noti come ovociti. La ricercatrice principale del documento è Sandra Carson, professoressa di ostetricia e ginecologia alla Brown and Ospedale per donne e neonati del Rhode Island .
Alan B. Copperman , direttore dell'infertilità presso mt. Centro medico del Sinai a New York, afferma che i benefici clinici sono lontani anni e molti ostacoli scientifici, ma è impressionato dal potenziale di ricerca del lavoro del gruppo. Il concetto di creare un ambiente tridimensionale artificiale e il fatto che possiamo estrarre uova immature e lasciarle crescere e maturare in uova vitali è davvero eccitante, dice.
Copperman afferma che l'ovaio artificiale potrebbe servire da modello per aiutare i ricercatori a comprendere meglio il processo di invecchiamento ovarico, il fulcro di gran parte della sua ricerca. Se riusciamo a stabilire un ambiente di test praticabile, possiamo imparare di più su come ottimizzare le uova e discriminare le uova buone da quelle cattive.
L'innovazione dei ricercatori Brown consisteva nell'usare uno stampo a forma di nido d'ape per sostenere l'uovo. Le uova umane sono troppo grandi per essere coltivate senza un qualche tipo di struttura di supporto. Se provi a coltivarlo da solo, in un piatto, praticamente crolla su se stesso, dice Krotz, ora endocrinologo riproduttivo e specialista della fertilità presso l'Advanced Fertility Center del Texas.
I ricercatori hanno estratto le cellule ovariche dal tessuto umano usando enzimi e le hanno versate in uno stampo fatto di agar, una sostanza gelatinosa solitamente derivata dalle alghe. I diversi tipi di cellule si sono poi assemblati in una forma a nido d'ape, con le cellule della teca e della granulosa che formano la struttura. Le cellule uovo, o ovociti, sono state inserite all'interno e bagnate con ormoni per stimolare le cellule della teca a produrre androgeni e le cellule della granulosa a produrre estrogeni.
Abbiamo adottato una strategia diversa per fare affidamento sull'adesività intrinseca delle celle per guidare l'autoassemblaggio, afferma Jeffrey Morgan , condirettore del Center for Biomedical Engineering at Brown, che ha guidato questo aspetto della ricerca. In quell'ambiente non adesivo, le cellule si attaccheranno l'una all'altra e si autoassemblano una struttura tridimensionale, che si conforma alla forma del nostro stampo.
I ricercatori avevano ipotizzato che, se lasciate autoassemblarsi, le cellule formerebbero una sfera, ma Morgan afferma di aver dimostrato che possono anche creare forme più complesse con un piccolo suggerimento.
Kim L. Thornton , un endocrinologo riproduttivo presso Boston IVF, uno dei più grandi centri di fertilità della nazione, afferma che è difficile ricreare in un laboratorio tutte le attività che si svolgono nelle ovaie di una donna. Una delle sfide con la maturazione è che ci sono molte cose che accadono a livello locale che possono influenzare la capacità degli ovociti di diventare maturi, dice. Non possiamo duplicare tutte queste condizioni in un piatto da laboratorio. Tuttavia, afferma Thornton, il modello Brown è interessante e sicuramente promettente.
Carson afferma che ora che il team ha creato il modello, vuole tornare indietro e osservare più da vicino come funziona. Vorrebbe identificare varie proteine coinvolte nella maturazione delle uova ed essere in grado di esplorare se tali proteine possono essere alterate come mezzo di contraccezione. Potremmo anche teoricamente trovare qualcosa che potrebbe essere importante nello sviluppo del cancro ovarico, dice.
Il lavoro può essere utilizzato anche per testare gli effetti tossici di prodotti di uso quotidiano, come plastica e insetticidi, nonché farmaci, qualsiasi cosa che potremmo essere in grado di testare contro il controllo, afferma Carson. Non siamo ancora arrivati, ma penso che questo sarà l'uso più potente del modello.