Svolta nella fertilità: gli scienziati creano un ovulo umano da una cellula della pelle

Qualcosa di straordinario è accaduto in un laboratorio dell'Oregon

Fino a poco tempo fa sembrava fantascienza. Eppure, in un laboratorio nello stato americano dell'Oregon, i ricercatori sono riusciti a produrre cellule dall'aspetto di ovuli umani partendo da semplici cellule della pelle. La tecnica è ancora nelle sue fasi iniziali e non genera ancora embrioni sani, ma una porta verso una forma completamente nuova di medicina riproduttiva si è appena socchiusa.

Cosa hanno fatto esattamente i ricercatori

Gli scienziati della Oregon Health & Science University (OHSU) hanno lavorato per anni a un metodo capace di trasformare una comune cellula corporea — in questo caso una cellula cutanea — in qualcosa che assomiglia a un ovulo umano. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications.

Il cuore del loro approccio è una tecnica nota sin dagli anni Novanta: il trasferimento nucleare di cellule somatiche (SCNT), comunemente chiamato trapianto nucleare. Questo metodo divenne celebre grazie alla pecora Dolly, il primo mammifero clonato in questo modo.

• I ricercatori prelevano una normale cellula cutanea umana.
• Estraggono il nucleo — contenente tutto il DNA — da quella cellula.
• Inseriscono quel nucleo in un ovulo di donatrice da cui è stato rimosso il nucleo originale.

In questo modo si ottiene un tipo cellulare artificiale simile a un ovulo, contenente il DNA della persona da cui proveniva la cellula cutanea. Il problema è che l'equilibrio genetico non è ancora corretto.

Il grande ostacolo: troppi cromosomi

Un ovulo umano normale contiene 23 cromosomi. Le cellule create artificialmente ne contengono inizialmente 46, come qualsiasi altra cellula del corpo. Ciò significa che un'eventuale fecondazione riceverebbe immediatamente un doppio carico di materiale genetico, rendendola non vitale.

Per risolvere questo problema, il team ha sviluppato una nuova procedura chiamata mitomeiosi, un termine che fonde le parole mitosi e meiosi. L'obiettivo è far attraversare all'ovulo artificiale una sorta di meiosi simulata, in modo che metà dei cromosomi venga espulsa e rimanga un ovulo aploide con 23 cromosomi.

Il trucco consiste nel far comportare una normale cellula corporea come una cellula riproduttiva, con esattamente la quantità giusta di DNA per la fecondazione.

A questo scopo i ricercatori hanno utilizzato, tra l'altro, la roscovitina, una sostanza che inibisce determinati enzimi della divisione cellulare, combinata con un breve impulso elettrico (elettroporazione) per introdurre sostanze nella cellula. Dopo questo trattamento, hanno iniettato un singolo spermatozoo nel nuovo ovulo tramite la tecnica standard di fecondazione in vitro (ICSI).

I risultati: spettacolari ma ancora inutilizzabili

In termini numerici, lo studio offre risultati contrastanti. In totale i ricercatori hanno prodotto 82 ovuli artificiali. Di questi, circa il 9% ha raggiunto lo stadio di blastocisti, ovvero lo stadio intorno al sesto giorno dopo la fecondazione — il punto in cui gli embrioni in un classico trattamento IVF sono normalmente pronti per essere trasferiti nell'utero.

Tuttavia, un'analisi più approfondita ha rivelato che tutti quegli embrioni presentavano gravi anomalie cromosomiche. La distribuzione del materiale genetico tra l'ovulo e i cosiddetti corpuscoli polari era compromessa, generando embrioni aneuploidi: embrioni con un numero errato di cromosomi, o con cromosomi in combinazioni sbagliate.

Secondo la co-ricercatrice Paula Amato, questo rappresenta attualmente il limite invalicabile: senza un set preciso di 23 cromosomi corretti, da un tale embrione non può nascere un essere umano sano. Gli ovuli artificiali non mostravano nemmeno la normale ricombinazione genetica tipica della meiosi naturale, un processo essenziale per un genoma stabile.

Per fare un confronto: anche nella fecondazione naturale solo il 30-40% degli embrioni raggiunge lo stadio di blastocisti. Le basse percentuali di successo in laboratorio non sono quindi del tutto anomale, ma la qualità degli embrioni è per ora insufficiente per l'impiego sull'essere umano.

Cosa potrebbe significare per chi desidera un figlio

Se la tecnica dovesse diventare affidabile e sicura, le conseguenze per la medicina della fertilità potrebbero essere enormi. In particolare, alcuni gruppi che oggi hanno poche o nessuna opzione potrebbero guardare a un nuovo orizzonte.

Donne senza ovaie funzionanti

Le donne le cui ovaie hanno smesso di funzionare — per l'età o per trattamenti come la chemioterapia — dipendono attualmente da ovuli donati, il che significa che non esiste un legame genetico tra madre e figlio. Con ovuli prodotti da cellule cutanee, quel legame potrebbe teoricamente essere ripristinato: l'ovulo porterebbe il DNA della donna stessa.

Coppie maschili con un legame genetico condiviso

Un altro scenario, ancora più controverso, riguarda le coppie maschili. In teoria, si potrebbe ricavare dalla cellula cutanea di un uomo una cellula simile a un ovulo e fecondarla con lo sperma del suo partner. Il figlio porterebbe materiale genetico di entrambi gli uomini.

Dal punto di vista biologico, la questione è complessa, anche a causa del cosiddetto imprinting genomico: alcuni geni si comportano diversamente a seconda che provengano dal padre o dalla madre. Questo delicato schema di "marcatura" deve essere corretto per dare origine a un bambino sano.

Per la prima volta diventa pensabile un futuro in cui il legame biologico con i genitori non dipende più da ovaie funzionanti, né dal sesso di una persona.

Grandi interrogativi etici e zone giuridiche grigie

Proprio perché questa tecnica sposta così tanti confini, sul tavolo si accumulano numerose domande etiche e giuridiche. I bioeticisti avvertono che il confine tra cellule corporee comuni e cellule riproduttive sta sfumando. Se ogni cellula cutanea può in linea di principio diventare la base di una cellula germinale, cosa significa ciò per il consenso, la privacy e il controllo sul proprio corpo?

In paesi come l'Australia emerge anche un problema giuridico: se da una cellula cutanea si crea un embrione, rientra nelle leggi esistenti sulle tecniche riproduttive, oppure si tratta di qualcosa di completamente nuovo? L'interpretazione della legge potrebbe determinare se questo tipo di esperimenti sia legale.

Si pone inoltre la questione di chi abbia il controllo su questa tecnologia. Lo specialista in riproduzione Roger Sturmey del Regno Unito sostiene la necessità di regole rigorose e trasparenti, sottolineando che la fiducia del pubblico è fondamentale quando i laboratori intervengono così profondamente nei mattoni fondamentali della vita umana.

Rischi medici: dalle anomalie cromosomiche all'epigenetica

Sul piano strettamente medico, restano molti segnali d'allarme. Gli embrioni attuali presentano un'elevata percentuale di anomalie cromosomiche. Anche la cosiddetta riprogrammazione epigenetica — il ripristino degli interruttori chimici sul DNA — rappresenta una fase delicata. Se questo processo non avviene correttamente, i problemi di salute potrebbero manifestarsi solo anni dopo, come disturbi dello sviluppo o un rischio aumentato di cancro.

• Alta probabilità di aneuploïdia (numero errato di cromosomi).
• Incertezze sul corretto funzionamento dell'imprinting genomico.
• Rischio di errori epigenetici sottili con effetti a lungo termine.
• Effetti sconosciuti sulla fertilità e sulla salute degli eventuali figli.

Per queste ragioni i ricercatori sottolineano che le applicazioni cliniche sono per ora fuori discussione. Parlano di un orizzonte di almeno dieci anni prima che si possa anche solo considerare l'utilizzo su pazienti, e solo qualora la sicurezza venga dimostrata in modo convincente in modelli animali e ulteriori studi di laboratorio.

I concetti chiave da conoscere

I cromosomi sono pacchetti di DNA nel nucleo cellulare. Ogni cellula del corpo contiene normalmente 46 cromosomi, disposti in 23 coppie. Le cellule riproduttive — ovuli e spermatozoi — ne hanno 23. Durante la fecondazione si fondono di nuovo in 46. Quando questo numero non è corretto, si parla di aneuploïdia. Un esempio noto è la trisomia 21, in cui il cromosoma 21 è presente in triplice copia.

La meiosi è la divisione cellulare speciale che avviene nelle ovaie e nei testicoli per produrre cellule riproduttive con metà del numero di cromosomi. Durante questo processo, segmenti di cromosomi si scambiano di posto, garantendo variabilità genetica e un risultato stabile. È esattamente questo processo che gli scienziati cercano ora di riprodurre artificialmente in cellule che non erano mai state destinate a diventare cellule riproduttive.

Le domande che questa ricerca apre nella società

Se un giorno si riuscirà a produrre ovuli sicuri da cellule cutanee, emergeranno anche questioni sociali per le quali abbiamo poca esperienza. Come gestire famiglie in cui tre o più persone sono geneticamente genitori? Quali diritti ha un figlio nato grazie a una tecnica che in seguito si rivela non sicura? E chi decide se una tecnologia è "abbastanza matura" per essere utilizzata in clinica?

Inoltre, una simile tecnica potrebbe cambiare il dibattito sull'età e sul desiderio di maternità. Se le ovaie non fossero più necessarie per avere un figlio geneticamente proprio, potrebbe spostarsi il confine entro cui le donne sono considerate "troppo anziane" per una gravidanza. Al tempo stesso, un corpo sano, una gravidanza sicura e i rischi per madre e figlio rimarranno sempre fattori determinanti, indipendentemente da ciò che è possibile in laboratorio.