Ovociti ‘Scartati’ Rivoluzionano la Fertilità: La Nuova Frontiera della Maturazione In Vitro

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di qualcosa di veramente affascinante che sta accadendo nel mondo della biologia riproduttiva e della preservazione della fertilità. Immaginate di poter dare una possibilità in più a chi rischia di perdere la capacità di avere figli, magari a causa di trattamenti medici aggressivi come la chemioterapia. Ecco, noi ricercatori lavoriamo proprio su questo, cercando di perfezionare tecniche come la maturazione in vitro degli ovociti, o IVM (In Vitro Maturation).

Per anni, uno dei grandi scogli della IVM umana è stata la difficoltà nel reperire ovociti immaturi su cui fare ricerca. A differenza di altre specie animali, dove è più facile ottenerli, per noi umani la situazione è sempre stata più complessa. Ma sapete una cosa? Una procedura sempre più diffusa, la crioconservazione del tessuto ovarico (OTC) per preservare la fertilità, ci ha aperto una porta inaspettata.

Durante l’OTC, si preleva la parte esterna dell’ovaio, la corticale, ricca di follicoli primordiali, e la si congela. La parte interna, la midollare, di solito veniva scartata. Ma è proprio lì, in quel tessuto considerato “di scarto”, che abbiamo trovato un piccolo tesoro: ovociti immaturi provenienti da follicoli antrali piccoli (SAFs), con un diametro inferiore ai 6 mm.

La Sorpresa dei Piccoli Follicoli

Tradizionalmente, questi ovociti da follicoli così piccoli venivano un po’ snobbati, considerati meno “competenti” rispetto a quelli prelevati da follicoli più grandi, magari dopo una leggera stimolazione ormonale. Si pensava avessero meno chance di maturare correttamente e dare origine a un embrione sano. Eppure, studiando più a fondo, ci siamo resi conto che forse ci sbagliavamo.

Questi piccoli follicoli, infatti, presentano alcuni vantaggi interessanti:

• Dimensione Giusta: Gli ovociti al loro interno hanno un diametro (circa 115 µm) simile a quelli usati nella fecondazione in vitro standard, e la dimensione è legata alla capacità di maturare.
• Meno Atresia: Il tasso di degenerazione naturale (atresia) in questi piccoli follicoli è sorprendentemente basso (15-24%) rispetto a quello dei follicoli più grandi usati nelle stimolazioni standard (55-77%). Questo suggerisce una maggiore vitalità intrinseca.
• Sensibilità all’FSH: Le cellule che circondano l’ovocita (cellule del cumulo) in questi piccoli follicoli sembrano esprimere più recettori per l’ormone follicolo-stimolante (FSH). Questo potrebbe renderli più reattivi alla stimolazione in laboratorio.

Proprio partendo da queste osservazioni, ci siamo tuffati in uno studio per capire meglio come “guidare” la maturazione di questi ovociti speciali in laboratorio. Volevamo decifrare il dialogo ormonale che avviene durante l’IVM e capire quali fattori sono cruciali per il successo.

Cosa Abbiamo Fatto: Un Cocktail Ormonale su Misura

Abbiamo recuperato ovociti immaturi dal tessuto midollare “di scarto” di pazienti che si sottoponevano a OTC (ovviamente, con il loro consenso informato!). Li abbiamo classificati in base alla quantità di cellule del cumulo che li circondavano: quelli con tante cellule (L-COCs), quelli con poche (S-COCs) e quelli “nudi” (NO).

Poi, li abbiamo messi a maturare individualmente per 42 ore in piccole gocce di terreno di coltura, sperimentando diverse “ricette” ormonali:

• Nessun ormone aggiunto (controllo)
• Solo FSH a bassa dose (10 IU/L)
• Solo FSH ad alta dose (100 IU/L)
• FSH ad alta dose (100 IU/L) + Ormone Luteinizzante (LH) (100 IU/L)

Dopo l’incubazione, abbiamo controllato lo stadio di maturazione degli ovociti (GV – immaturo, MI – intermedio, MII – maturo, pronto per la fecondazione). Ma non ci siamo fermati qui! Abbiamo raccolto le cellule del cumulo e il liquido di coltura (“spent medium”) per analizzare due cose fondamentali:

1. Espressione Genica: Nelle cellule del cumulo (solo dagli L-COCs, per avere abbastanza materiale), abbiamo misurato l’attività di geni chiave coinvolti nella risposta ormonale e nella maturazione, come i recettori per FSH (FSHR) e LH (LHCGR), l’ormone anti-Mülleriano (AMH), l’aromatasi (CYP19A1) e l’inibina alfa (INHA).
2. Ormoni Secreti: Nel liquido di coltura, abbiamo misurato le concentrazioni di proteine importanti secrete dall’ovocita e dalle cellule del cumulo, come GDF9, AMH, Inibina-B, Inibina-A e Inibina totale.

Le Scoperte Chiave: Un Intricato Balletto Ormonale

I risultati sono stati davvero illuminanti e ci hanno permesso di iniziare a dipingere un quadro più chiaro di cosa succede durante l’IVM di questi ovociti.

L’Ormone Chiave: Il Ruolo Cruciale dell’FSH
Abbiamo confermato che l’FSH è fondamentale. Concentrazioni più alte (100 IU/L) hanno migliorato significativamente la percentuale di ovociti L-COCs che raggiungevano lo stadio MII (fino al 76%!). Ma la cosa più interessante è stata osservare cosa accadeva a livello molecolare nelle cellule del cumulo:

• L’espressione del gene per il recettore dell’FSH (FSHR) diminuiva con l’aumentare dell’FSH.
• Al contrario, l’espressione del gene per il recettore dell’LH (LHCGR) aumentava significativamente con l’FSH.

Questo “switch” recettoriale sembra essere strettamente legato alla capacità dell’ovocita di riprendere e completare la meiosi, passando da GV a MII. Aggiungere LH insieme all’FSH non sembrava potenziare ulteriormente questo switch a livello genico, ma ha comunque mostrato buoni tassi di maturazione.

GDF9: Togliere il Freno a Mano della Maturazione
Un altro attore importante emerso è il GDF9, una proteina secreta dall’ovocita stesso. Abbiamo notato che:

• La concentrazione di GDF9 nel liquido di coltura era significativamente più bassa quando l’ovocita riusciva a maturare (MII) rispetto a quando rimaneva bloccato (GV).
• Aumentare l’FSH nel terreno di coltura riduceva la secrezione di GDF9.
• L’espressione del recettore per l’LH (LHCGR) era inversamente correlata alla concentrazione di GDF9.

Questo ci suggerisce un’ipotesi affascinante: il GDF9, secreto in alte concentrazioni dall’ovocita immaturo, potrebbe agire come un “freno”, impedendo alle cellule del cumulo di esprimere il recettore per l’LH e quindi bloccando la maturazione. L’FSH, riducendo il GDF9, “rilascerebbe il freno”, permettendo l’espressione di LHCGR e l’avanzamento della meiosi.

Il Mistero delle Inibine e dell’AMH: Segnali Complessi
Abbiamo analizzato anche altri ormoni:

• AMH e Inibina-B: Similmente al GDF9, i livelli di AMH (sia a livello genico che proteico) e di Inibina-B erano significativamente più bassi nel liquido degli ovociti che maturavano a MII. La loro espressione sembrava legata al recettore FSH (positivamente) e diminuiva quando questo veniva “spento”. Forse sono più un indicatore dello stato immaturo e della risposta all’FSH che non attori diretti della maturazione finale.
• Inibina-A: Qui la storia sembra invertirsi! Anche se i dati erano meno numerosi, l’Inibina-A tendeva ad essere più alta nel liquido degli ovociti maturi (MII), specialmente quando erano presenti sia FSH che LH. Inoltre, la sua concentrazione era positivamente correlata all’espressione del recettore per l’LH (LHCGR) e negativamente a quella del recettore per l’FSH (FSHR). Questo è intrigante, perché studi precedenti hanno suggerito che l’Inibina-A possa favorire la maturazione ovocitaria. Potrebbe essere uno degli “acceleratori”?

Non Solo Ovocita: L’Importanza delle Cellule Compagne
Abbiamo anche confermato che le cellule del cumulo sono essenziali. Gli ovociti con un cumulo più grande (L-COCs) hanno mostrato tassi di maturazione significativamente migliori (61% MII) rispetto a quelli con cumulo piccolo (S-COCs, 46%) o nudi (NO, 24%). Queste cellule sono il tramite fondamentale per i segnali ormonali.

La Nostra Ipotesi: Un Modello “Freno e Acceleratore”

Mettendo insieme tutti questi pezzi, stiamo costruendo un’ipotesi di lavoro su come regolare la maturazione in vitro di questi ovociti da piccoli follicoli:

1. Fase 1: Rilasciare il Freno. Alte concentrazioni di FSH (superiori a 75 IU/L) agiscono sulle cellule del cumulo (che hanno molti recettori FSHR). Questo stimolo porta l’ovocita a ridurre la secrezione di GDF9.
2. Fase 2: Permettere l’Accelerazione. La riduzione del “freno” GDF9 consente alle cellule del cumulo di iniziare a esprimere il recettore per l’LH (LHCGR), mentre il recettore per l’FSH (FSHR) viene progressivamente ridotto (forse a causa dell’alta dose di FSH).
3. Fase 3: Premere l’Acceleratore. L’LH presente nel mezzo (e forse anche l’FSH stesso, tramite altre vie) può ora legarsi al suo recettore (LHCGR) e stimolare le cellule del cumulo a produrre fattori che promuovono attivamente la maturazione finale dell’ovocita. L’Inibina-A sembra essere uno di questi fattori “acceleratori”, ma probabilmente ce ne sono altri, come l’Amfiregulina o fattori della via dell’IGF (Insulin-like Growth Factor), che dovremo studiare meglio.

Implicazioni e Prossimi Passi

Questa ricerca è entusiasmante perché ci mostra che è possibile ottenere tassi di maturazione MII notevolmente alti (fino al 70-75% negli L-COCs) anche da ovociti considerati “difficili”, creando un ambiente ormonale *ad hoc* nella piccola goccia di coltura. Capire questi meccanismi apre la strada a protocolli IVM sempre più efficienti e sicuri, un’opzione preziosa per la preservazione della fertilità.

Certo, ci sono ancora domande aperte e limiti nel nostro studio. Non abbiamo potuto misurare gli steroidi (diffondono nell’olio che copre la coltura), né l’Amfiregulina. Abbiamo analizzato l’espressione genica solo negli L-COCs, e non sappiamo esattamente come i segnali vengano trasmessi fisicamente dalle cellule del cumulo all’ovocita (tramite le “proiezioni transzonali” o TZP).

Il prossimo passo potrebbe essere sperimentare protocolli “a step”, magari esponendo prima gli ovociti solo all’FSH per “rilasciare il freno” e indurre LHCGR, e solo dopo aggiungere LH per “premere l’acceleratore”.

In conclusione, stiamo svelando i segreti della maturazione ovocitaria umana in vitro, utilizzando una fonte di ovociti prima trascurata. Ogni passo avanti nella comprensione di questo delicato processo ci avvicina a offrire soluzioni migliori per chi desidera preservare la propria possibilità di diventare genitore. È un campo di ricerca in continua evoluzione, e non vediamo l’ora di scoprire cosa ci riserverà il futuro!

Fonte: Springer