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Uso delle cellule staminali per la riproduzione dei gameti umani

Nel campo della Medicina della Riproduzione si guarda sempre con maggiore interesse all’utilizzo delle cellule staminali con lo scopo di ottenere da queste cellule i gameti maschili e femminili, spermatozoi e ovociti, e poter superare alcune condizioni di sterilità ancora senza trattamento. Le cellule staminali sono cellule in grado di proliferare e dare origine a vari tipi di  cellule via via sempre più specializzate.
Esistono diversi tipi di cellule staminali a seconda dei tipi cellulari che sono in grado di generare e a seconda della loro origine, in relazione alla quale, si distinguono in  embrionali, placentari, cordonali ed adulte.
Le cellule staminali embrionali sono in grado di dare origine a tutti i tipi di cellule di un organismo e per questa ragione, oltre che per la loro capacità di proliferare in vitro in opportune condizioni, sono le migliori candidate per la produzione di un particolare tipo di cellula. Queste cellule però possono essere recuperate da embrioni in fase iniziale di sviluppo, ed è ovvio che per implicazioni etico-religiose non è facile disporre di cellule staminali embrionali.
Il primo passo per ottenere i gameti è quello di ottenere dalle cellule staminali le cellule germinali, ossia i precursori degli ovociti e degli spermatozoi, per poi cercare di riprodurre, in laboratorio, il graduale sviluppo che rende queste cellule competenti per la riproduzione. Questi studi sono condotti prevalentemente in campo animale e prevedono che le cellule staminali vengano stimolate con fattori di crescita specifici a seconda del tipo di cellula che si vuole ottenere.
È stato dimostrato nel topo, che cellule embrionali staminali, sono in grado di dare origine a cellule germinali primordiali, successivamente a gameti (sia ovociti che spermatozoi) fino a produrre embrioni in fase iniziale di sviluppo. Recentemente, sempre nel topo, si sono ottenuti gameti maschili non ancora del tutto maturi, ma capaci di fecondare gli ovociti dopo iniezione nel loro citoplasma. Gli embrioni ottenuti si sono sviluppati fino a portare alla nascita di alcuni topini.(1) Anche nell’uomo sembra che le cellule embrionali staminali siano in grado di differenziarsi in cellule germinali. Alcuni gruppi sono riusciti ad ottenere in coltura anche spermatidi, cioè cellule germinali maschili avviate a diventare spermatozoi, ed altri sono riusciti ad osservate strutture simili a dei follicoli.
Cellule germinali sono state ottenute, sempre nell’uomo, anche da cellule staminali adulte e questa è sicuramente una strategia promettente perché consente di superare i problemi di natura etico-religiosa legati all’uso delle staminali embrionali e la scarsa disponibilità di embrioni umani anche nei paesi con le legislazioni più permissive. Infine nel 2007 un gruppo di ricercatori ha dimostrato che una piccola popolazione di cellule del midollo osseo è in grado di differenziarsi in cellule germinali maschili.
Anche se nessuna di queste scoperte è immediatamente applicabile in campo umano, e siamo ancora lontani dalla possibilità di usare gameti ”artificiali”, rimane il fatto che questi studi hanno fornito e continueranno a fornire, informazioni importantissime sullo sviluppo delle cellule germinali e dei gameti, sui geni che regolano questi processi, sulle condizioni ambientali ottimali per la formazione si queste cellule. Hanno portato e porteranno ad una sempre maggiore conoscenza delle prime fasi dello sviluppo embrionale e dell’impianto, degli aspetti genetici dello sviluppo dei gameti umani e di conseguenza dei meccanismi cellulari e molecolari dell’infertilità. Tutto questo potrà servire a capire meglio le cause dell’infertilità e ad avere più strumenti per aiutare le coppie in cerca di un figlio. Al nostro convegno sono stati invitati alcuni ricercatori che nel mondo si sono distinti per l’ ottima qualità dei risultati ottenuti.

Nayernia et al. In Vitro-Differentiated Embryonic Stem Cells Give Rise to Male Gametes that Can Generate Offspring Mice. Developmental Cell 11, 125–132, July, 2006

Nel campo della Medicina della Riproduzione si guarda sempre con maggiore interesse all’utilizzo delle cellule staminali con lo scopo di ottenere da queste cellule i gameti maschili e femminili, spermatozoi e ovociti, e poter superare alcune condizioni di sterilità ancora senza trattamento. Le cellule staminali sono cellule in grado di proliferare e dare origine a vari tipi di  cellule via via sempre più specializzate. Esistono diversi tipi di cellule staminali a seconda dei tipi cellulari che sono in grado di generare e a seconda della loro origine, in relazione alla quale, si distinguono in  embrionali, placentari, cordonali ed adulte. Le cellule staminali embrionali sono in grado di dare origine a tutti i tipi di cellule di un organismo e per questa ragione, oltre che per la loro capacità di proliferare in vitro in opportune condizioni, sono le migliori candidate per la produzione di un particolare tipo di cellula. Queste cellule però possono essere recuperate da embrioni in fase iniziale di sviluppo, ed è ovvio che per implicazioni etico-religiose non è facile disporre di cellule staminali embrionali.Il primo passo per ottenere i gameti è quello di ottenere dalle cellule staminali le cellule germinali, ossia i precursori degli ovociti e degli spermatozoi, per poi cercare di riprodurre, in laboratorio, il graduale sviluppo che rende queste cellule competenti per la riproduzione. Questi studi sono condotti prevalentemente in campo animale e prevedono che le cellule staminali vengano stimolate con fattori di crescita specifici a seconda del tipo di cellula che si vuole ottenere.È stato dimostrato nel topo, che cellule embrionali staminali, sono in grado di dare origine a cellule germinali primordiali, successivamente a gameti (sia ovociti che spermatozoi) fino a produrre embrioni in fase iniziale di sviluppo. Recentemente, sempre nel topo, si sono ottenuti gameti maschili non ancora del tutto maturi, ma capaci di fecondare gli ovociti dopo iniezione nel loro citoplasma. Gli embrioni ottenuti si sono sviluppati fino a portare alla nascita di alcuni topini.(1) Anche nell’uomo sembra che le cellule embrionali staminali siano in grado di differenziarsi in cellule germinali. Alcuni gruppi sono riusciti ad ottenere in coltura anche spermatidi, cioè cellule germinali maschili avviate a diventare spermatozoi, ed altri sono riusciti ad osservate strutture simili a dei follicoli. Cellule germinali sono state ottenute, sempre nell’uomo, anche da cellule staminali adulte e questa è sicuramente una strategia promettente perché consente di superare i problemi di natura etico-religiosa legati all’uso delle staminali embrionali e la scarsa disponibilità di embrioni umani anche nei paesi con le legislazioni più permissive. Infine nel 2007 un gruppo di ricercatori ha dimostrato che una piccola popolazione di cellule del midollo osseo è in grado di differenziarsi in cellule germinali maschili. Anche se nessuna di queste scoperte è immediatamente applicabile in campo umano, e siamo ancora lontani dalla possibilità di usare gameti ”artificiali”, rimane il fatto che questi studi hanno fornito e continueranno a fornire, informazioni importantissime sullo sviluppo delle cellule germinali e dei gameti, sui geni che regolano questi processi, sulle condizioni ambientali ottimali per la formazione si queste cellule. Hanno portato e porteranno ad una sempre maggiore conoscenza delle prime fasi dello sviluppo embrionale e dell’impianto, degli aspetti genetici dello sviluppo dei gameti umani e di conseguenza dei meccanismi cellulari e molecolari dell’infertilità. Tutto questo potrà servire a capire meglio le cause dell’infertilità e ad avere più strumenti per aiutare le coppie in cerca di un figlio. Al nostro convegno sono stati invitati alcuni ricercatori che nel mondo si sono distinti per l’ ottima qualità dei risultati ottenuti.

Nayernia et al. In Vitro-Differentiated Embryonic Stem Cells Give Rise to Male Gametes that Can Generate Offspring Mice. Developmental Cell 11, 125–132, July, 2006

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