Un nuovo modello di minuscoli organoidi ovarici umani, o ovaroidi, è stato sviluppato a partire da cellule staminali, secondo una ricerca presentata al primo Congresso Congiunto tra la Società Europea di Endocrinologia Pediatrica (ESPE) e la Società Europea di Endocrinologia (ESE). Questa scoperta potrebbe contribuire a comprendere e sviluppare trattamenti per patologie in cui questi organi non si sviluppano o non funzionano correttamente, tra cui le differenze nello sviluppo sessuale e l’infertilità .
Durante lo sviluppo dell’embrione umano, la determinazione del sesso avviene in una fase molto precoce, rendendo il processo difficile da studiare e comprendere. In genere, le gonadi iniziano a formarsi a circa quattro settimane e la decisione di diventare testicoli o ovaie avviene a circa sei settimane. A volte, tuttavia, si verifica una discrepanza tra i cromosomi sessuali di un individuo e il sesso gonadico o anatomico: un gruppo di condizioni rare note come differenze nello sviluppo sessuale (DSD).
Sebbene queste condizioni siano rare – circa 1 su 4.500 – forme più lievi si verificano in circa 1 persona su 200. I DSD vengono spesso rilevati in epoca prenatale o durante l’infanzia, sebbene alcuni non diventino evidenti fino alla pubertà o più tardi. Negli ultimi 15 anni, un numero crescente di geni è stato implicato nello sviluppo atipico delle gonadi, ma circa il 50% dei bambini con DSD dovuti a formazione atipica delle gonadi non ha ancora ricevuto una diagnosi genetica definitiva.
Per comprendere lo sviluppo e le patologie delle gonadi, i ricercatori dell’Istituto Pasteur di Parigi hanno differenziato cellule staminali pluripotenti indotte umane (hiPSC) in cellule simili alla granulosa – un tipo di cellula somatica ovarica, che contribuisce alla crescita e alla maturazione degli ovuli – e cellule simili alle cellule germinali primordiali. Successivamente, hanno combinato le due popolazioni cellulari per formare gli ovaioidi umani che replicano aspetti strutturali e funzionali chiave dei follicoli ovarici.
Benchè esistano altri modelli di ovaio, questa è la prima volta che cellule simili alla granulosa e cellule simili alle cellule germinali primordiali vengono generate insieme, senza introdurre fattori di trascrizione esogeni, per produrre organoidi. “I fattori di trascrizione sono proteine ​​che si legano a specifiche sequenze di DNA e attivano o disattivano i geni vicini, quindi l’utilizzo di fattori di trascrizione esterni può sovrascrivere il programma genetico innato delle cellule, rendendo le popolazioni derivate inadatte alla modellazione di malattie”, affermato la dott.ssa Anu Bashamboo, autore senior.
In precedenza, i ricercatori dell’Institut Pasteur, insieme ai collaboratori del Francis Crick Institute, avevano sviluppato cellule somatiche dei testicoli – in particolare cellule di Sertoli, comunemente colpite nei DSD – a partire da hiPSC. Il team ha coltivato cellule gonadiche somatiche con cromosomi maschili (XY), portatrici di una variante genetica di un gene specifico associato allo sviluppo atipico dei testicoli. Di conseguenza, queste cellule non erano in grado di formare strutture tubulari tridimensionali che assomigliassero ai cordoni testicolari, portando a una gonade disgenetica che imita i DSD.
“Creando modelli specifici per l’uomo, coltivati ​​in laboratorio, di sviluppo testicolare e ovarico utilizzando cellule staminali pluripotenti indotte (hiPSC), la ricerca supera le principali limitazioni del settore, in particolare la mancanza di modelli animali adatti dovuta alla scarsa conservazione dei geni e dei meccanismi dello sviluppo nelle diverse specie, e fornisce una potente piattaforma per studiare la funzione genica in un ambiente controllato- aggiunge la dott.ssa Bashamboo -In senso più ampio, il nostro lavoro contribuisce alla creazione di un sistema modello scalabile e rilevante per l’uomo, destinato alla biologia dello sviluppo, alla medicina riproduttiva e alla diagnostica genetica. Colma il divario tra scienza di base e applicazione clinica, offrendo strumenti che potrebbero migliorare la resa diagnostica e supportare lo sviluppo di trattamenti mirati per le persone con DSD e disturbi riproduttivi correlati, tra cui l’infertilità e alcuni tipi di tumori ovarici. Il nostro modello apre anche nuove possibilità per lo screening di farmaci e tossine ambientali, che colpiscono le gonadi umane, per la medicina personalizzata e per futuri interventi terapeutici”.
Antonio Caperna