Infertilità, la soluzione finale: ovuli e spermatozoi da una sola staminale

È un risultato che potrebbe cambiare per sempre le terapie contro l’infertilità, se non addirittura il modo stesso di concepire i figli. Ancora una volta protagoniste sono le cellule staminali, che il biologo molecolare giapponese Katsuhiko Hayashi dell’Università di Kyoto è stato in grado di differenziare nelle cellule germinali primordiali, sia maschili che femminili. Tutto è iniziato con un esperimento in vitro con cellule epiteliali di topo, riprogrammate per tornare al loro stato originario embrionale e da qui poi indotte a trasformarsi nelle cellule germinali. Ma il risultato eccezionale è che da quelle cellule dell’epidermide è possibile produrre contemporaneamente sia ovuli che spermatozoi, di fatto facendo a meno di un partner per mettere al mondo la propria prole. E infatti nella successiva fase in vivo da queste cellule è stato possibile far concepire a una cavia dei piccoli topolini. “Effetti collaterali”, li chiama lo scienziato. Ma per molti non è affatto così.

Come funzionano le cellule germinali

Non a caso, come racconta la rivista Nature, da diversi mesi Hayashi è inondato da e-mail di donne pronte a raggiungerlo a Kyoto per realizzare il loro desiderio di avere figli nonostante l’infertilità. Utilizzando le cellule epiteliali di una donna, è possibile infatti ottenere ovuli in grado di essere fecondati. Non solo. Volendo, le cellule dell’epidermide di un uomo possono essere trasformate anch’esse in ovuli. Mentre quelle della pelle della donna possono diventare spermatozoi. Detta così suona davvero spaventoso, ma non c’è nulla di davvero innaturale in tutto questo: è solo una dimostrazione della straordinaria capacità delle staminali pluripotenti, la “configurazione di base” di tutte le cellule del nostro organismo, che solo in un secondo momento si differenziano tra loro dando vita ai capelli, allo stomaco, ai polmoni, alle dita dei piedi o agli spermatozoi.

Il topo adulto nella foto è nato da un ovulo prodotto da una cellule dell'epidermide. La sua prole è nata normalmente.

In realtà Hayashi e il suo superiore, il professor Mitinori Saitou, non avevano mai seriamente pensato alle applicazioni mediche delle loro ricerche, finalizzate principalmente a risolvere il problema della difficoltà di ottenimento delle cellule germinali primordiali in laboratorio, al fine di ottenerne in quantità illimitata per poi studiare i meccanismi della riproduzione sessuata. Per riuscirci, gli scienziati hanno identificato una serie di geni responsabili delle fasi cruciali dello sviluppo delle cellule germinali. Nei topi, queste cellule si formano dopo la prima settimana di sviluppo embrionale: da circa una quarantina, alla nascita si sono già trasformate nelle migliaia di ovuli delle femmine e nei milioni di spermatozoi prodotti ogni giorno nei maschi. Hayashi ha scoperto che, somministrando una singola proteina morfogenetica in una certa fase dello sviluppo embrionale, è possibile ottenere dalle staminali le cellule germinali nella quantità desiderata. Quasi un gioco da ragazzi, rispetto alle enormi difficoltà riscontrate in precedenza con tecniche analoghe.

Dall'infertilità all'auto-fertilizzazione?

Per capire se, da queste cellule, fosse possibile ottenere ovuli e spermatozoi, i ricercatori le hanno impiantate in topi con disfunzioni riproduttive. E, con loro enorme sorpresa, già al primo colpo in tre quarti delle cavie si è avuta la produzione di spermatozoi in esemplari sterili. La stessa cosa ha funzionato con le femmine. E funziona sia con le staminali embrionali sia con quelle adulte riprogrammate (le pluripotenti indotte). Ora che la tecnica è stata affinata, è impossibile non pensare alle ricadute nell’ambito della medicina, oltre ai risvolti etici della scoperta. È ancora presto, tuttavia, per utilizzare questa tecnica con gli esseri umani. È stato infatti notato che la prole nata da esemplari sottoposti a questa metodica presenta disfunzioni nelle proprie cellule germinali primordiali: ovuli fragili, a volte deformi, che in alcuni casi – quando fertilizzati – si dividono in cellule con tre set di cromosomi invece di due. Inoltre, le restrizioni sull’uso degli embrioni per le ricerche sulle staminali rendono difficile svolgere test efficaci, che attualmente sono in corso con embrioni di primati non umani.

Secondo le stime dei giapponesi, serviranno dai cinque ai dieci anni per applicare con successo la metodica anche alle scimmie e quindi agli esseri umani. Per allora dovrebbe essere possibile risolvere gli ultimi problemi, e allora si potrà iniziare a parlare concretamente di terapie contro l’infertilità. In teoria, inoltre, sarebbe possibile qualcosa che non si è ancora mai visto in natura: l’autofertilizzazione sessuata. Cellule epiteliali di una donna possono essere trasformate sia in ovuli che in spermatozoi in grado di fecondare quegli ovuli. Gli uomini non servirebbero più (mentre un uomo avrebbe ancora bisogno di un utero femminile per far sviluppare un proprio ovulo fecondato con propri spermatozoi). E il dottor Hayashi non è stato affatto stupito di ricevere, dopo la pubblicazione della sua ricerca, diverse lettere da riviste rivolte alla comunità omosessuale, per saperne di più.