Spermatozoi pienamente funzionali da cellule staminali.
Un gruppo di ricercatori cinesi è riuscito a riprogrammare cellule staminali embrionali di topo in modo da forzarle a dare origine a spermatozoi pienamente funzionali, in grado di fecondare cellule uovo, dare origine a embrioni normali e infine a una prole sana e fertile. Il risultato, che rispetta stringenti standard di qualità stabiliti da esperti di biologia riproduttiva, potrebbe aprire la strada a nuove terapie per l'infertilità maschile.
In una sperimentazione sui topi, un gruppo di ricercatori dell'Istituto di Zoologia dell'accademia delle scienze cinesi ha fecondato artificialmente cellule uovo, che poi hanno dato origine a embrioni sani e progenie di piccoli fertili, con spermatozoi ottenuti in laboratorio a partire da cellule staminali embrionali. Il risultato, descritto in un articolo apparso sulla rivista “Cell Stem Cell” apre nuove prospettive per la cura dell'infertilità negli esseri umani. “Riprodurre in vitro lo sviluppo delle cellule germinali è sempre stato un obiettivo centrale sia nella biologia sia della medicina riproduttiva”, ha spiegato Jiahao Sha, primo firmatario dell'articolo. "Con il nostro studio, abbiamo stabilito un approccio affidabile che prevede diverse fasi e che ripercorre in laboratorio la formazione di spermatozoi pienamente funzionali: il metodo soddisfa pienamente con i migliori standard recentemente proposti da un comitato di esperti di biologia riproduttiva, e per questo riteniamo che abbia incredibili potenzialità per il trattamento dell'infertilità maschile”. L'infertilità attualmente riguarda circa il 15 per cento delle coppie, e per circa un terzo dei casi è dovuta a un problema maschile. Una delle cause principali dell'infertilità maschile è l'impossibilità da parte di particolari cellule staminali, note come precursori, di andare incontro a meiosi e di produrre così spermatozoi funzionali. Molti studi recenti hanno permesso di produrre cellule germinali da cellule staminali, ma senza valutare la funzionalità degli spermatozoi o fornire la prova di tutti i passaggi chiave dell'avvenuta meiosi.
Recentemente, un comitato di esperti di biologia riproduttiva ha proposto una serie di criteri standard per stabilire se nelle cellule ingegnerizzate in laboratorio tutte le fasi della meiosi sono avvenute correttamente. Tre di questi criteri fondamentali, che hanno rappresentato finora notevoli ostacoli per le ricerche in questo campo, sono la documentazione della presenza del corretto contenuto di DNA nucleare in specifici stadi della meiosi, della presenza di un numero normale di cromosomi e della capacità delle cellule germinali di dare origine ai gameti. Sha e colleghi hanno sviluppato un metodo che sembra soddisfare appieno queste richieste e soprattutto produce spermatozoi funzionali. Il primo passo della sperimentazione è consistitio nell'esporre cellule staminali embrionali di topo a un cocktail di sostanze chimiche che le hanno forzate a trasformarsi in cellule germinali primordiali. I ricercatori hanno poi esposto le germinali primordiali a cellule di testicolo e a ormoni sessuali come il testosterone, in modo da imitare l'ambiente naturale in cui si trovano di solito. In queste condizioni, le cellule germinali primordiali derivate dalle staminali embrionali hanno subito una meiosi completa, dando vita a spermatozoi con cromosomi e DNA nucleare normali. Per avere la prova inconfutabile dell'avvenuta meiosi, i ricercatori hanno iniettato questi spermatozoi in cellule uovo di topo e trasferito gli embrioni in una femmina, ottenendo uno sviluppo normale per gli embrioni e una prole in salute e fertile. La naturale continuazione di questo risultato è l'utilizzo della stessa piattaforma per esaminare il meccanismo molecolare che controlla la meiosi, per poi, in prospettiva, ripetere la sperimentazione con i primati e infine con gli esseri umani, allo scopo di trovare nuove terapie per l'infertilità.
