Follicoli Vuoti e Infertilità: Quando la Genetica Svela il Mistero dei Geni ZP1 e ZP3

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di un argomento tanto delicato quanto affascinante: l’infertilità femminile e, in particolare, una condizione un po’ misteriosa chiamata Sindrome del Follicolo Vuoto (EFS). Immaginate la scena: una coppia intraprende il percorso della fecondazione in vitro (FIVET), pieno di speranze. La stimolazione ovarica procede bene, i follicoli crescono come dovrebbero… ma al momento del prelievo, sorpresa amara: i follicoli sono “vuoti”, non contengono l’ovocita. È una situazione frustrante sia per i pazienti che per i medici.

Cos’è la Sindrome del Follicolo Vuoto (EFS)?

Dobbiamo distinguere tra due tipi di EFS:

• “Falsa” EFS (FEFS): Spesso dovuta a problemi tecnici o a un timing non perfetto dei farmaci. Di solito, si può risolvere aggiustando il protocollo.
• “Vera” EFS (GEFS): Qui la faccenda si complica. Nonostante tutto sia fatto a regola d’arte, gli ovociti non vengono recuperati. Questa forma è spesso ricorrente e, negli ultimi anni, la ricerca ha iniziato a puntare il dito verso un colpevole specifico: la genetica.

Sì, avete capito bene. Sempre più studi suggeriscono che alla base della GEFS ci possano essere delle specifiche mutazioni genetiche. E qui entra in gioco la protagonista silenziosa di molte storie di infertilità: la zona pellucida (ZP).

La Zona Pellucida: Lo Scudo Protetttivo dell’Ovocita

Pensate alla zona pellucida come a un guscio protettivo, una sorta di “armatura” glicoproteica che circonda l’ovocita. Nell’uomo, è composta principalmente da quattro proteine: ZP1, ZP2, ZP3 e ZP4. Questa struttura non è solo una barriera fisica, ma svolge ruoli cruciali:

• È fondamentale per la crescita e lo sviluppo dell’ovocita, facendo da tramite per il passaggio di nutrienti dalle cellule circostanti (cellule del cumulo).
• Gioca un ruolo chiave nella fecondazione.
• Protegge l’embrione nelle primissime fasi di sviluppo.

La ZP si forma durante l’oogenesi (lo sviluppo dell’ovocita). Le proteine ZP2, ZP3 e ZP4 formano i “mattoni” principali, assemblandosi in filamenti. La ZP1 agisce come un “collante”, stabilizzando la struttura e rendendola robusta. Se qualcosa va storto nella produzione o nell’assemblaggio di queste proteine, l’intera struttura può essere compromessa, portando a problemi seri, inclusa la GEFS.

La Scoperta: Mutazioni nei Geni ZP1 e ZP3

Ed eccoci al cuore della questione, uno studio recente che ha fatto luce su nuovi attori genetici nella GEFS. I ricercatori hanno analizzato il DNA di due donne con diagnosi di GEFS, dopo ripetuti fallimenti nella FIVET dovuti proprio all’impossibilità di recuperare ovociti. Utilizzando una tecnica chiamata sequenziamento dell’intero esoma (WES), che permette di leggere gran parte del nostro codice genetico, hanno fatto delle scoperte interessanti.

Caso 1: Mutazioni Composte in ZP1
Nella prima paziente, hanno identificato una mutazione composta eterozigote nel gene ZP1. Cosa significa? Che la paziente ha ereditato due diverse versioni “difettose” del gene ZP1, una dalla madre (c.2T>A, che colpisce l’inizio della proteina, p.Met1?) e una dal padre (c.1429G>T, che introduce uno stop prematuro, p.Gly477*). Entrambe queste mutazioni sono state previste come potenzialmente dannose.

Caso 2: Nuove Mutazioni “in cis” in ZP3
Nella seconda paziente, la scoperta è stata ancora più particolare: due nuove mutazioni eterozigoti “in cis” nel gene ZP3 (c.[724G>T; 815A>G]). “In cis” significa che entrambe le mutazioni si trovano sulla stessa copia del gene ereditata da un genitore (in questo caso, una era ereditata dalla madre e l’altra, c.724G>T, p.Asp242Tyr, è risultata essere una mutazione *de novo*, cioè nuova, non presente nei genitori). Anche la mutazione p.Asp242Tyr è stata classificata come probabilmente dannosa, mentre l’altra (p.Asn272Ser) aveva un significato incerto secondo le analisi bioinformatiche preliminari.

È importante notare che i siti specifici in cui si trovano queste mutazioni sono altamente conservati tra diverse specie animali, suggerendo che abbiano un ruolo biologicamente importante.

Cosa Succede a Livello Cellulare?

Ok, abbiamo trovato le mutazioni, ma come causano esattamente la GEFS? Per capirlo, i ricercatori hanno condotto esperimenti *in vitro*, utilizzando cellule in coltura (HeLa cells) per studiare l’effetto di queste mutazioni sulle proteine ZP1 e ZP3.

Effetti delle mutazioni ZP1:

• La mutazione p.Gly477* porta alla produzione di una proteina ZP1 troncata, più corta del normale. L’esperimento ha mostrato che questa proteina viene prodotta in quantità ridotte, probabilmente perché parzialmente degradata dalla cellula.
• La mutazione p.Met1?, che colpisce il codone di inizio, ha causato una drastica riduzione della quantità di proteina ZP1 prodotta, nonostante l’mRNA (il messaggero genetico) fosse addirittura aumentato. Si ipotizza che questa mutazione possa interferire con l’inizio della traduzione o causare problemi nello splicing dell’mRNA, portando alla produzione di pochissima proteina funzionale.

Effetti delle mutazioni ZP3:

• Sorprendentemente, entrambe le mutazioni in ZP3 (p.Asp242Tyr e p.Asn272Ser) hanno portato a un aumento della quantità di proteina ZP3 all’interno delle cellule.

Nonostante queste alterazioni nella quantità, le proteine mutate (sia ZP1 che ZP3) sembravano localizzarsi correttamente all’interno della cellula (membrana e citoplasma), come le loro controparti normali.

Interazioni Proteiche e Assemblaggio Scombussolati

La zona pellucida non è fatta da una sola proteina, ma da un complesso network in cui le diverse ZP interagiscono tra loro. ZP2 è un partner fondamentale. Cosa succede a queste interazioni quando ZP1 o ZP3 sono mutate?

• ZP1 mutata (p.Gly477*): Sembra interagire più fortemente con ZP2 rispetto alla ZP1 normale. Questo potrebbe sembrare positivo, ma un legame eccessivo o anomalo può essere altrettanto dannoso di un legame debole, scombussolando il delicato equilibrio necessario per l’assemblaggio corretto della ZP. Inoltre, questa mutazione inibiva la secrezione della proteina ZP1 all’esterno della cellula.
• ZP3 mutate (p.Asp242Tyr e p.Asn272Ser): Qui la situazione è complessa. La mutazione p.Asp242Tyr sembrava aumentare l’interazione con ZP2, mentre p.Asn272Ser la diminuiva. Quando entrambe le mutazioni (che nella paziente si trovano sulla stessa molecola di ZP3) erano presenti contemporaneamente, l’interazione complessiva con ZP2 risultava significativamente indebolita. A livello di secrezione, le singole mutazioni aumentavano il rilascio di ZP3, ma quando presenti insieme, la secrezione tornava quasi normale. Questo suggerisce che l’effetto combinato delle due mutazioni *in cis* è complesso e porta comunque a un’alterazione funzionale, in particolare riducendo la capacità di legarsi correttamente a ZP2.

L’analisi bioinformatica ha anche mostrato che queste mutazioni possono alterare la struttura tridimensionale delle proteine, modificando legami importanti (come i legami idrogeno nel caso di ZP3 p.Asp242Tyr) e potenzialmente influenzando la stabilità e la capacità di legame delle proteine.

In sintesi, queste mutazioni, pur con meccanismi diversi (riduzione di ZP1, aumento di ZP3, alterazioni strutturali e di interazione/secrezione), convergono verso un risultato comune: l’incapacità di assemblare una zona pellucida funzionale attorno all’ovocita. Senza una ZP adeguata, l’ovocita può diventare fragile, la comunicazione con le cellule circostanti può essere interrotta, portando forse alla degenerazione dell’ovocita stesso o all’apoptosi (morte cellulare programmata) delle cellule del cumulo, risultando infine nei “follicoli vuoti” osservati durante la FIVET.

Implicazioni Cliniche: Diagnosi, Prognosi e Speranza

Queste scoperte sono fondamentali. Ci dicono che le mutazioni nei geni ZP (non solo ZP1 e ZP3, ma anche ZP2) sono una causa significativa di “vera” EFS. Questo ha implicazioni importanti:

• Diagnosi: Per le donne che sperimentano ripetuti cicli di FIVET con EFS, l’analisi genetica dei geni ZP diventa uno strumento diagnostico cruciale per distinguere tra cause risolvibili (FEFS) e cause genetiche profonde (GEFS).
• Prognosi: Sapere che la causa è una mutazione in ZP1 o ZP3 aiuta a definire la prognosi. Purtroppo, al momento, se non si riescono a recuperare ovociti, le possibilità di ottenere una gravidanza con i propri gameti sono estremamente basse.
• Opzioni Terapeutiche: Sebbene in alcuni casi di anomalie della ZP (ma non EFS completa) si sia riusciti ad ottenere gravidanze con tecniche come l’ICSI (iniezione intracitoplasmatica dello spermatozoo), per le pazienti con GEFS dovuta a mutazioni ZP che impediscono il recupero degli ovociti, l’opzione più realistica per realizzare il desiderio di maternità è spesso la donazione di ovociti. Consigliare precocemente questa strada può risparmiare alle coppie ulteriore stress emotivo e finanziario legato a tentativi di FIVET destinati a fallire.

Questo studio, identificando nuove mutazioni e approfondendo i meccanismi molecolari, non solo amplia la nostra conoscenza sulla genetica dell’infertilità femminile e della EFS, ma sottolinea l’importanza imprescindibile dell’analisi genetica nella gestione clinica di questa condizione. Certo, la ricerca deve continuare – servono studi su campioni più ampi e magari modelli animali per confermare questi risultati – ma ogni passo avanti ci avvicina a una comprensione migliore e a strategie più mirate per aiutare le coppie che affrontano questo difficile percorso.

Fonte: Springer