Genetica dell’ovocita umano e impiego clinico dell’analisi dei globuli polari
Torino, 26 novembre 2010 – La “Genetica della Riproduzione Umana” è il tema al centro dell’incontro che si tiene oggi all’Università di Torino, presso il Dipartimento di Scienze Ginecologiche e Ostetriche.
Responsabile scientifico dell’evento è il Professor Alberto Revelli, Responsabile del Centro di Medicina della Riproduzione presso il Dipartimento di Discipline Ginecologiche ed Ostetriche dell’Università di Torino; Presidente Onorario il Professor Marco Massobrio, Direttore del dipartimento di Discipline Ginecologiche e Ostetriche della Prima Clinica di Ostetricia e Ginecologia presso l’AO S’Anna di Torino. La Genetica della Riproduzione Umana
Fra le tematiche più interessanti che saranno affrontate nel corso della giornata, la regolazione epigenetica degli embrioni in vitro è sicuramente una delle più affascinanti.
L’epigenetica aiuta a spiegare attraverso quali modalità alcuni geni modificati, cosiddetti imprinted, vengono espressi diversamente se trasmessi dal padre o, al contrario, se trasmessi dalla madre. Questi fenomeni di mutazioni, dovuti a particolari processi biochimici, possono determinare alcune patologie che si manifestano solo nei maschi o solo nelle femmine, a seconda del gene imprinted.
Nel corso dell’evento, verrà illustrato come la riprogrammazione epigenetica, alla base di questa espressione differenziale, sia presente a partire già da una fase molto precoce dello sviluppo embrionale; per questo motivo non è possibile escludere che la fecondazione assistita, ed in particolare il microambiente delle prime ore pre-impianto, possano rivestire un ruolo fondamentale nel determinare alcune alterazioni.
Si spiegherebbe così l’aumento percentuale di malattie dell’imprinting osservate nei concepiti in vitro.
L’Epigenetica
Le patologie osservate nei nati con tecniche di fecondazione in vitro possono essere rappresentate sia da sindromi rare che da disfunzioni e malattie frequenti come diabete, Alzheimer e autismo.
Numerosi ricercatori hanno pertanto cominciato a studiare la differente espressione genica nei concepiti in vitro attraverso modelli animali che ne consentissero una valutazione libera da complicanze etiche. Nel modello animale la manipolazione dei gameti e le condizioni della coltura in vitro sembrerebbero influenzare l’espressione epigenetica, con una ripercussione sulle funzioni cerebrali complesse in seguito ad un’alterata programmazione dello sviluppo dell’embrione.
Nell’uomo tutto questo rientra nell’ipotesi di Barker, secondo cui insulti ambientali durante la gravidanza possono determinare, nel tempo, patologie croniche nell’adulto, come ipertensione, diabete, ictus e patologie cardiovascolari. Riportando questa teoria ad epoche ancora più precoci di sviluppo dell’individuo, si può sostenere che le tecniche di PMA (Procreazione Medicalmente Assistita) costituiscano una prima fonte di stress per il “sistema”. Quindi, prima ancora dell’impianto, la coltura in vitro potrebbe alterare lo sviluppo e determinare effetti a lungo termine nella prole. Ipotesi di Barker “Questo incontro costituisce un importante momento di dibattito medico-scientifico e di confronto fra esperti – ha dichiarato il Professor Alberto Revelli – ; sarà l’opportunità per presentare i più recenti studi di genetica della riproduzione umana, che rappresenta un tema ampiamente discusso negli ultimi tempi e sempre al centro dell’attenzione tanto delle Istituzioni, quanto dell’opinione pubblica”. Il Professor Revelli
Durante il convegno si discuterà, inoltre, dei pro e dei contro dello screening genetico degli embrioni umani prodotti in vitro. Si chiarirà la differenza tra diagnosi genetica pre-impianto (PGD) e screening pre-impianto (PGS): univoci, oramai, i pareri sull’efficacia della PGD nel caso di patologie genetiche note; ancora aperto, invece, il dibattito sull’utilità di uno screening genetico pre-impianto.
Storicamente il PGS è stato utilizzato nell’ambito della PMA per le donne in età fertile avanzata, nei casi di fallimenti ripetuti dopo transfer di embrioni di buona qualità, nell’abortività ripetuta e nel caso di gravi patologie seminali.
I primi studi, di dimensioni limitate, avevano confermato l’efficacia della tecnica; recentemente, invece, l’avvio di studi prospettici randomizzati e di sufficiente numerosità hanno fortemente messo in discussione la validità di tale metodica.
In sintesi questo tipo di analisi ha mostrato alcune criticità e allo stato attuale lo screening pre-impianto non viene consigliato nella pratica routinaria, anche se nuove tecnologie stanno aprendo scenari più promettenti. In particolare, la tradizionale ibridizzazione in situ (FISH) potrebbe essere sostituita con tecniche che permettano l’analisi contemporanea dell’intero patrimonio cromosomico (comparative genomic hybridization). Queste tecniche sono in grado di confrontare il DNA da analizzare con un DNA “normale”, lasciando ibridizzare le due componenti. Inoltre, l’applicazione della PGS a blastocisti, piuttosto che ad embrioni in 3D, sembrerebbe limitare i danni per un successivo sviluppo. Pro e contro dello screening genetico degli embrioni umani prodotti in vitro
Altra tematica innovativa che sarà affrontata nel corso dell’incontro è la genetica dell’ovocita umano e l’impiego dei globuli polari nell’analisi clinica.
Nell’ovocita, durante il processo di meiosi, il materiale genetico (cromosomi) si divide in modo perfettamente uguale, mentre il restante materiale cellulare (massa citoplasmatica) si divide in modo asimmetrico. Ne derivano un ovocita di grande dimensioni ed una cellula molto piccola chiamata globulo polare.
Il primo globulo polare (PB1) viene espulso dall’ovocita al momento dell’ovulazione. Il secondo globulo polare (PB2), invece, non viene espulso fino al momento della fecondazione. La rimozione del primo globulo polare può pertanto essere utile per fornire una fonte di studio dell’ovocita e dell’embrione senza interferire con lo sviluppo dell’embrione. Per il meccanismo che caratterizza la maturazione nucleare della cellula uovo, l’analisi dei globuli polari consente di ottenere informazioni sulla condizione cromosomica dell’ovocita stesso e, poiché la maggior parte delle anomalie cromosomiche è di origine materna, lo studio dei cromosomi nei globuli polari rappresenta un valido strumento per identificare gli ovociti potenzialmente euploidi, quindi dotati delle migliori capacità di sviluppo.
Questa diagnosi rappresenta una svolta nel campo della delicata questione della diagnosi pre-impianto dell’embrione.
Genetica dell’ovocita umano e impiego clinico dell’analisi dei globuli polari
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