Sperma cresciuto in un piatto

In un passo significativo verso la lotta contro l'infertilità maschile, i ricercatori della Yokohama City University hanno coltivato lo sperma di topo in un piatto e hanno usato lo sperma per produrre cuccioli che erano a loro volta fertili in età adulta.

sperma salvatore: Scienziati in Giappone hanno coltivato sperma di topo funzionale (mostrato qui in verde) in un piatto imitando l'ambiente chimico dei testicoli. Lo sperma è in grado di produrre prole fertile.

I ricercatori hanno iniziato con piccoli frammenti di tessuto contenenti cellule staminali spermatiche, chiamate spermagoni, raccolti dai testicoli di topolini. Hanno poi fatto crescere quelle cellule in spermatozoi funzionali, usando varie sostanze chimiche per simulare l'ambiente naturale dei testicoli. I risultati dello studio, pubblicati nel numero di questa settimana di Natura , possono eventualmente giovare a uomini e ragazzi infertili sottoposti a chemioterapia.

Quando le persone malate di cancro si sottopongono a un trattamento, sono quasi sempre rese sterili, afferma Martin Dym , professore di biochimica alla Georgetown University. Dym non è stato coinvolto nello studio. Negli uomini, potresti congelare un campione di sperma prima del trattamento, ma nei ragazzi [prepuberi] non puoi. Ma hanno le cellule dei testicoli, e se potessi svilupparle in coltura, potrebbero essere usate nella fecondazione in vitro su tutta la linea.

Dym aggiunge che la tecnica potrebbe essere utilizzata anche per reindirizzare le cellule nei testicoli degli uomini infertili per produrre spermatozoi funzionali. Questi uomini non hanno spermatozoi normali, ma avranno cellule staminali spermagoniali normali, dice Dym.

Takehiko Ogawa, un professore di urologia, e i suoi colleghi in Giappone hanno prelevato piccole biopsie di tessuto testicolare da topolini che contenevano cellule staminali spermagoniali ma nessun sperma maturo (i topi erano troppo giovani per produrre spermatozoi). Per simulare l'ambiente naturale dei testicoli , Ogawa sospese i frammenti su un supporto semisolido, bagnandoli parzialmente di liquido.

Il liquido conteneva un cocktail di sostanze chimiche chiamato sostituto del siero knockout (KSR), una formulazione che, controintuitivamente, viene utilizzata nelle colture di cellule staminali embrionali per mantenerle nel loro stato indifferenziato. Qui, Ogawa ha scoperto che KSR ha avuto l'effetto opposto, incoraggiando gli spermagoni a differenziarsi in spermatozoi maturi.

Non abbiamo ancora identificato i fattori chiave in KSR che hanno davvero aiutato il nostro sistema, afferma Ogawa. La mia prossima sfida è identificare quei fattori e creare un mezzo di coltura ancora migliore, migliorare la qualità dello sperma e renderlo applicabile ad altri animali.

Mentre i conteggi spermatici in vitro erano relativamente bassi, gli spermatozoi prodotti erano funzionali. Il gruppo ha inseminato topi adulti con lo sperma coltivato e ha scoperto che erano in grado di produrre cuccioli che, a loro volta, erano in grado di accoppiarsi naturalmente. La valutazione finale della funzionalità dello sperma è stata quella di creare prole e vedere la salute della prole, afferma Ogawa. Sto ancora tenendo la prole, hanno circa 14 mesi e sembrano molto normali, paragonabili ad altri topi.

Negli ultimi anni, una manciata di gruppi di ricerca ha utilizzato varie tecniche per far crescere lo sperma dalle cellule staminali embrionali, aggiungendo fattori di crescita per incoraggiare le cellule staminali a differenziarsi. Sebbene alcuni sforzi siano stati in grado di produrre con successo sperma, i ricercatori non sono stati in grado di replicare questi risultati e nessuno ha dimostrato di produrre cuccioli fertili. Ogawa afferma che il nuovo sistema è abbastanza semplice e spera che altri ricercatori tentino di replicarlo.

Restano da vedere le conseguenze complete sulla salute degli animali prodotti da spermatozoi in vitro. Steve Krawetz , professore di ostetricia e ginecologia alla Wayne State University, afferma che quando le cellule si differenziano in spermatozoi, si verificano importanti cambiamenti nel loro DNA che rendono le cellule vulnerabili ai fattori ambientali. A seconda di cosa c'è nell'ambiente circostante, i fattori potrebbero influenzare il DNA di una cellula, creando difetti che potrebbero essere trasmessi alle generazioni future.

Non conosciamo le conseguenze a lungo termine o gli effetti transgenerazionali, afferma Krawetz. Ma come sistema modello, questo è fantastico. Ci dà l'opportunità di iniziare a guardare le cose in un ambiente in vitro e in particolare di alterare e sezionare le cellule in un modo molto più semplice. È un grande passo avanti.

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