Gli scienziati sono riusciti a riprogrammare le cellule staminali in cellule progenitrici dello sperma

Gli scienziati cercano da tempo di produrre spermatozoi e ovuli in laboratorio. Questo permetterebbe loro non solo di comprendere meglio uno dei processi biologici più fondamentali, ma anche, potenzialmente, di sviluppare nuovi modi per aiutare le coppie sterili. Utilizzando le cellule staminali embrionali, teoricamente in grado di trasformarsi in qualsiasi tipo di cellula, diversi gruppi di ricerca hanno compiuto progressi negli ultimi anni, ma nessuno è riuscito a produrre cellule sessuali vitali.

Gli scienziati dell'Università di Kyoto hanno recentemente scoperto un modo per riprogrammare le cellule staminali embrionali di topo in cellule precursori dello sperma e, utilizzando lo sperma risultante, produrre topi normali. La loro ricerca potrebbe portare a nuovi trattamenti per l'infertilità maschile. Tuttavia, secondo il responsabile del team, il biologo Mitinori Saitou, ciò richiederebbe la risoluzione di diverse questioni tecniche ed etiche "molto complesse".

Come è noto, spermatozoi e ovuli si sviluppano da cellule germinali primarie, o primordiali (PGC). Le cellule germinali primordiali si formano nelle prime fasi dell'embriogenesi da una massa di cellule chiamata epiblasto. Diversi anni fa, gli scienziati hanno imparato a prelevare cellule dell'epiblasto da un embrione di topo e a trasformarle in cellule staminali dell'epiblasto, capaci di rigenerarsi a lungo termine in laboratorio. I ricercatori speravano che tali cellule potessero essere utilizzate per ottenere cellule germinali primordiali e, in definitiva, spermatozoi e ovuli. Ma nonostante anni di sperimentazione, nessuno ci è ancora riuscito. Gli scienziati giapponesi hanno concluso che quando le cellule staminali dell'epiblasto ottenute in laboratorio acquisiscono la capacità di crescere a lungo, perdono la capacità di formare cellule germinali.

Cambiando quindi approccio, hanno deciso di coltivare cellule staminali embrionali di topo in un cocktail di fattori di crescita per ottenere cellule simili alle cellule dell'epiblasto, che vivono solo pochi giorni. I ricercatori hanno scoperto che cellule di 2 giorni potevano essere utilizzate per ottenere cellule simili alle cellule germinali primordiali. Iniettate nei testicoli di topi incapaci di produrre spermatozoi, queste cellule staminali primordiali maturavano in spermatozoi, che fecondavano con successo gli ovuli in esperimenti in vitro. Gli scienziati hanno impiantato gli embrioni risultanti in madri surrogate, che hanno prodotto una prole normale. I topi nati in questo modo insolito sono cresciuti fino a diventare femmine e maschi fertili e in seguito hanno anche prodotto una prole sana. Analogamente, è possibile ottenere una prole fertile da cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) differenziate da cellule cutanee adulte.

"Tutto quello che posso dire è wow! Questa è una svolta!" ha detto Orly Lacham-Kaplan, biologa della riproduzione presso la Monash University in Australia.

Il lavoro fornisce la prova "che le cellule germinali primordiali derivate dalle cellule staminali embrionali possono svilupparsi in cellule germinali funzionali", afferma Amander Clark, biologo dell'Università della California di Los Angeles, che definisce il lavoro dei ricercatori giapponesi "una svolta decisiva nella nostra comprensione di come si sviluppano le cellule germinali".

Ci sono ancora molti ostacoli da superare, dice Saito. Vorrebbero imparare a svolgere l'intero processo di produzione di spermatozoi maturi direttamente in laboratorio, invece di iniettare cellule sessuali primordiali nei testicoli per farle maturare. Un altro obiettivo è produrre ovuli in vitro, non solo per comprendere il processo in sé, ma anche per cercare di aiutare le donne sterili. Ma prima, per trasferire i loro risultati alla clinica, devono stabilire se la "ricetta" che hanno trovato, che si è dimostrata così efficace per le cellule staminali murine, funzionerà anche nelle cellule umane.

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