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Ricercatori ottengono gameti da staminali

Trasformare cellule staminali umane in cellule germinali: è quanto è riuscito a un gruppo di ricercatori dello Stanford University Medical Center che, come illustrano in un articolo pubblicato online sul sito di “Nature“, a partire da cellule staminali immature sono stati in grado di ottenere precursori di ovociti e spermatozoi.

cromosoma

cromosoma


“Dal 10 al 15 per cento delle coppie non sono fertili: quasi la metà dei casi è dovuto all’incapacità di produrre spermatozoi o ovociti. Inibire o aumentare l’espressione dei geni coinvolti in vivo per capirne la ragione è impossibile e contrario all’etica. Tracciare la ‘ricetta’ genetica necessaria a sviluppare cellule germinali in laboratorio ci darà gli strumenti per capire che cosa non va in queste persone”, osserva Renee Reijo Pera, che ha diretto la ricerca.

La gametogenesi umana, infatti, non può essere studiata adeguatamente nel modello animale: “Finora abbiamo condotto studi sui topi per capire la differenziazione cellulare germinale umana, ma i geni riproduttivi non sono gli stessi. Questa è la prima prova che si possono creare in laboratorio cellule germinali umane funzionali.”

Già negli anni novanta il gruppo di ricerca di Reijo Pera aveva identificato diversi geni coinvolti nella sterilità maschile, fra i quali alcuni appartenenti alle cosiddette famiglie dei geni DAZ, che codificano proteine che si legano all’RNA e non ai fattori di trascrizione che più spesso modulano gli eventi cellulari.

In questo studio i ricercatori hanno trattato cellule staminali embrionali umane con proteine che stimolano la formazione di cellule staminali, per poi isolare quelle che iniziavano a esprimere geni specifici delle cellule germinali, circa il 5 per cento del totale. Queste cellule, inoltre, cominciavano a rimuovere dal loro DNA i gruppi metile, che conferiscono alla cellula tratti specifici e che possono interferire con la loro capacità di funzionare da cellule staminali, secondo una riprogrammazione epigenetica caratteristica.

Successivamente, silenziando o facendo sovraesprimere in modo selettivo gli elementi di tre famiglie di geni DAZ si è osservato come essi influissero sullo sviluppo delle cellule germinali.

In questo modo si è scoperto che un sottogruppo dei geni DAZ, detti DAZL, si attiva molto precocemente nello sviluppo delle cellule germinali, mentre altri due gruppi, DAZ1 e BOULE, stimolano la divisione delle stesse cellule, che porta alla formazione di gameti, solo in una fase successiva.

La sovraesspressione congiunta delle tre proteine ha permesso ai ricercatori di generare cellule aploidi che presentano le tipiche proteine delle cellule spermatiche mature. L’effetto dei geni della famiglia DAZ sulle cellule staminali embrionali, inoltre, è risultato dipendere dal fatto che esse derivassero da un embrione maschile o femminile. In particolare, la sovraespressione di BOULE aumentava la proporzione relativa di future cellule germinali nelle linee cellulari di origine femminile ma non in quelle di origine maschile.

Ricostruendo i punti salienti dello sviluppo dei gameti, i ricercatori sperano di poter identificare con precisione i problemi che possono portare all’infertilità.

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