Segreti nel Terreno di Coltura: Nuove Speranze per la Fecondazione in Vitro (FIVET)

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di un argomento che mi sta particolarmente a cuore e che rappresenta una frontiera affascinante nel mio campo: la fecondazione in vitro (FIVET). Chiunque abbia intrapreso questo percorso, o conosca qualcuno che l’ha fatto, sa quanto sia carico di speranze, ma anche di incertezze. Uno dei momenti più delicati è la scelta dell’embrione giusto da trasferire nell’utero. Come possiamo sapere quale, tra quelli sviluppati in laboratorio, ha le maggiori possibilità di dare inizio a una gravidanza?

Per anni, ci siamo basati principalmente sull’aspetto morfologico dell’embrione, una valutazione visiva che, sebbene utile, ha i suoi limiti. Ma se vi dicessi che potremmo “ascoltare” l’embrione in modo non invasivo, capendo cosa ci dice sul suo stato di salute e sul suo potenziale? Sembra fantascienza, ma è proprio quello che stiamo esplorando con nuovi approcci all’analisi del terreno di coltura in cui l’embrione cresce.

Il Terreno di Coltura: Un Messaggero Silenzioso

Immaginate il piccolo embrione che si sviluppa in una goccia di liquido nutriente nel laboratorio. Questo liquido, il terreno di coltura, non è solo “cibo”. Durante i suoi primi giorni di vita (fino allo stadio di blastocisti, intorno al quinto o sesto giorno), l’embrione interagisce attivamente con l’ambiente circostante: consuma sostanze nutritive e rilascia molecole. Questo insieme di molecole secrete – proteine, metaboliti, piccoli frammenti di RNA, DNA, persino vescicole extracellulari – forma quello che chiamiamo il secretoma embrionale.

L’idea geniale è questa: analizzando il terreno di coltura “usato” (che tecnicamente chiamiamo Spent Embryo Culture Medium, o SECM), possiamo raccogliere informazioni preziose sull’embrione che vi è cresciuto, senza doverlo toccare o disturbare minimamente. È un approccio non invasivo, potenzialmente più oggettivo e meno costoso rispetto ad altre tecniche come la biopsia embrionale per test genetici.

MicroRNA: Piccoli Registi del Destino Embrionale

Una parte fondamentale del nostro lavoro recente, basato su precedenti analisi di sequenziamento di nuova generazione (NGS), si è concentrata su specifiche molecole chiamate microRNA (miRNA). Si tratta di piccolissimi frammenti di RNA non codificante che svolgono un ruolo cruciale nella regolazione dell’espressione genica. Pensateli come dei piccoli interruttori che accendono o spengono geni importanti per lo sviluppo e l’impianto.

Ci siamo chiesti: i livelli di specifici miRNA nel SECM possono predire se l’embrione si impianterà con successo? Abbiamo focalizzato la nostra attenzione su due candidati promettenti: hsa-miR-16-5p e hsa-miR-92a-3p. Abbiamo analizzato il SECM proveniente da blastocisti che hanno portato a una gravidanza (gruppo F, “fertile” o successful) e da quelle che non si sono impiantate (gruppo N, “non fertile” o unsuccessful).

I risultati sono stati davvero interessanti! Abbiamo osservato differenze nei livelli di espressione di questi miRNA tra i due gruppi. In particolare, per gli embrioni trasferiti al quinto giorno, abbiamo trovato un livello significativamente più alto di hsa-miR-16-5p nel gruppo N (quello con impianto fallito) rispetto al gruppo F. Anche per hsa-miR-92a-3p abbiamo notato un leggero aumento nel gruppo N, sebbene non statisticamente significativo in questo studio pilota.

Queste differenze suggeriscono che questi miRNA potrebbero essere coinvolti in processi chiave per l’impianto. Ad esempio, miR-16-5p regola geni importanti per l’angiogenesi (formazione di nuovi vasi sanguigni, cruciale per l’attecchimento) e la risposta infiammatoria, mentre miR-92a-3p sembra avere un ruolo nello sviluppo della blastocisti e nella comunicazione con l’endometrio. È affascinante pensare come questi minuscoli regolatori possano influenzare un evento così complesso!

Metabolomica a Fluorescenza: L’Impronta Digitale Metabolica

Ma non ci siamo fermati ai miRNA. Abbiamo voluto esplorare anche il metaboloma, cioè l’insieme di tutti i metaboliti (prodotti del metabolismo cellulare, come aminoacidi, zuccheri, ecc.) presenti nel SECM. Tradizionalmente, l’analisi metabolomica richiede tecniche complesse e costose come la spettrometria di massa o la risonanza magnetica nucleare. Noi abbiamo voluto sperimentare un approccio diverso, più rapido ed economico: la spettrofotometria di fluorescenza 3D.

Questa tecnica sfrutta il fatto che alcune molecole biologiche, come gli aminoacidi aromatici (triptofano, tirosina) presenti nelle proteine o liberi, emettono luce (fluorescenza) quando vengono eccitate con una luce specifica. Analizzando lo spettro di fluorescenza del SECM, possiamo ottenere una sorta di “impronta digitale” metabolica dell’embrione.

Abbiamo sviluppato un modo originale per analizzare questi dati, creando un “profilo additivo” che combina le informazioni ottenute in diverse condizioni di misurazione. E qui è arrivata un’altra sorpresa: i nostri risultati preliminari indicano un’attività metabolica leggermente aumentata nel gruppo di embrioni che non si sono impiantati (gruppo N) rispetto a quelli che hanno avuto successo (gruppo F). Questo è particolarmente evidente in specifiche “zone” dello spettro di fluorescenza che abbiamo identificato (Z1, Z2 e Z4).

Potrebbe sembrare controintuitivo – ci si aspetterebbe forse un metabolismo più “vivace” negli embrioni di successo. Tuttavia, un’attività metabolica più elevata potrebbe anche essere un segno di stress o di uno sviluppo non ottimale. È un’ipotesi su cui dobbiamo indagare ulteriormente, ma apre scenari interpretativi molto stimolanti. La fluorescenza degli aminoacidi aromatici e dei loro metaboliti nel SECM non era stata valutata in questo modo prima d’ora, quindi stiamo aprendo una nuova strada.

Combinare le Forze per un Futuro Migliore nella FIVET

Cosa significa tutto questo? Siamo ancora in una fase iniziale, uno studio pilota, come diciamo noi ricercatori. I campioni analizzati non sono moltissimi e dobbiamo confermare questi risultati su una scala più ampia. Tuttavia, le potenzialità sono enormi.

L’analisi combinata di specifici miRNA e del profilo metabolomico tramite fluorescenza potrebbe fornirci un quadro molto più completo e affidabile del potenziale di impianto di un embrione. Immaginate di poter scegliere l’embrione da trasferire non solo guardandolo, ma “ascoltando” i segnali chimici che ha lasciato nel suo ambiente di crescita.

Questo potrebbe portare a:

• Una selezione embrionale più accurata e oggettiva.
• Un aumento dei tassi di successo della FIVET per singolo trasferimento.
• Una riduzione del numero di trasferimenti necessari, diminuendo lo stress fisico ed emotivo per le coppie.
• Procedure potenzialmente più rapide ed economiche integrate nella routine clinica.

Certo, la strada è ancora lunga. Dobbiamo capire meglio il significato biologico preciso di queste variazioni nei miRNA e nei metaboliti, validare i metodi su più pazienti e magari integrare queste analisi con strumenti di intelligenza artificiale per interpretare i dati complessi.

Ma l’entusiasmo è tanto. Poter contribuire, anche con un piccolo passo, a migliorare le possibilità di successo per chi desidera un figlio attraverso la FIVET è una motivazione potentissima. L’analisi del SECM ci sta aprendo una finestra incredibile sul dialogo segreto tra l’embrione e il suo ambiente, una conversazione che speriamo presto di poter decifrare per aiutare a realizzare tanti sogni di genitorialità.

Fonte: Springer