Una ricerca dell’UE decifra l’effetto dell’età materna
L’età in cui le donne partoriscono nei paesi sviluppati è in aumento e ora molte scelgono di avere figli intorno ai 35 anni. Ma questa è anche l’età in cui iniziano ad insorgere le complicazioni. In primo luogo, la fertilità diminuisce e, una volta che hanno concepito, possono trovarsi di fronte ad un altro grande ostacolo: da una percentuale del 10-25 % per i primi 30 anni, le donne vedono salire la percentuale di uova aploidi cromosomicamente anomale a oltre il 50 % nei loro 40 anni. Il team di ChromOocyte mirava a fornire una migliore comprensione dei meccanismi alla base di questo «effetto età materna». Mentre questo fenomeno era noto per essere causato da errori di segregazione cromosomica negli ovociti dei mammiferi, restava ancora molto da scoprire. «I pochi studi che abbiamo potuto trovare erano stati eseguiti su cellule fisse e non erano disponibili dati di studi su cellule vive», spiega la dottoressa Melina Schuh, direttrice del dipartimento di meiosi del Max Planck Institute e coordinatrice di ChromOocyte. «Inoltre, mancavano approcci sistematici per identificare nuovi geni specificamente necessari per una progressione accurata mediante meiosi nelle uova di mammifero». Il team ha compiuto progressi significativi. Ha condotto con successo la microscopia a cellule vive ad alta risoluzione di ovociti umani e ha fotografato queste cellule in tutti i diversi stadi della meiosi. Inoltre, ha sviluppato un metodo di screening fenotipico ad alto contenuto per l’identificazione sistematica dei geni meiotici dei mammiferi. «Il nostro approccio ci ha permesso di effettuare la deplezione di ovociti di più geni contemporaneamente, per un totale di 774 geni. Da lì in poi, abbiamo analizzato la funzione di questi geni contemporaneamente da immagini ad alta risoluzione di cromosomi e microtubuli in ovociti vivi. Abbiamo valutato quantitativamente ogni ovocita per 50 fenotipi, generando così una risorsa completa della funzione genica meiotica», spiega la dottoressa Schuh. Lo screening ha generato dati annotati per la progressione meiotica in oltre 2 000 uova di mammiferi. Ciò ha permesso al team di analizzare sistematicamente quali difetti erano legati ad una segregazione cromosomica anomala durante la meiosi. Il progetto ha identificato molteplici ragioni per cui nelle uova di donne giovani e anziane ci sono tanti errori. E prosegue la dott.ssa Schuh: «Per esempio, le uova umane spesso assemblano un fuso bipolare procedendo attraverso una fase multipolare prolungata del fuso. Questo aumenta la probabilità di ritardo dei cromosomi in anafase. Abbiamo scoperto che questo fenomeno può essere agevolato da un gran numero di legami anomali cinetocoro-microtubolo». I dati del progetto suggeriscono che l’instabilità del fuso e la multipolarità transitoria contribuiscono all’alta frequenza di errori di segregazione cromosomica negli ovociti umani. «In termini di invecchiamento, abbiamo scoperto che i cromosomi si sgretolano man mano che le donne invecchiano. Potrebbe essere perchè una donna di 40 anni ha ovociti e cromosomi di 40 anni». In quello che forse è il risultato più sorprendente del progetto, il team ha scoperto che i filamenti di actina permeano il fuso di microtubuli nelle uova di diverse specie di mammiferi, compresi gli esseri umani. «Si tratta di un risultato inatteso. I filamenti di actina sono stati finora descritti come cruciali per la forma cellulare o la migrazione cellulare, ma si pensava che fossero generalmente dispensabili per la segregazione cromosomica. Abbiamo scoperto che l’actina guida un’accurata segregazione cromosomica, ed è quindi essenziale per prevenire errori di segregazione cromosomica negli ovociti», afferma entusiasta la dott.ssa Schuh. ChromOocyte ha dato un grande contributo nella comprensione del perché la segregazione cromosomica negli ovociti umani è così soggetta ad errori. Ma molti aspetti della meiosi nelle cellule umane non sono ancora pienamente compresi, e la dott.ssa Schuh intende continuare a spingere i confini della ricerca nei prossimi anni.
Parole chiave
CromOocita, meiosi, ovocita, uovo aploide, mammiferi, fertilità
