I molti tipi di cellule nel corpo umano sono prodotti attraverso il processo di differenziazione, in cui le cellule staminali vengono convertite in tipi più specializzati. Attualmente, è difficile per i ricercatori controllare la differenziazione delle cellule staminali in laboratorio (in vitro). Di particolare interesse sono gli ovociti, che sono cellule germinali femminili che si sviluppano in uova. Comprendere il loro sviluppo potrebbe avere impatti di vasta portata, dal trattamento dell’infertilità alla conservazione delle specie in via di estinzione. Un nuovo studio condotto da un team di ricercatori giapponesi guidato dal Dr. Mitinori Saitou ha indotto con successo ovociti meiotici (in divisione) dalle cellule staminali embrionali di scimmie cynomolgus, che condividono molti tratti fisiologici con gli esseri umani. Stabilendo un metodo di coltura per indurre la differenziazione degli ovociti meiotici, i ricercatori miravano a far luce sullo sviluppo delle cellule germinali sia negli esseri umani che in altri primati. I risultati dello studio sono stati pubblicati nel numero di marzo 2023 di Il giornale EMBO.
Il team ha precedentemente riportato le condizioni per indurre l’oogonia, i precursori degli ovociti, aggregando cellule simili a cellule germinali primordiali umane (hPGCLC) con cellule delle ovaie di embrioni di topo femmina e quindi coltivandole in condizioni di interfaccia aria-liquido1. Allo stesso modo, i PGCLC della scimmia cynomolgus sono stati indotti a differenziarsi in oogonia ma non sono progrediti in ovociti meiotici. Per superare questo ostacolo, l’oogonia indotta è stata isolata e riaggregata con cellule somatiche dalle ovaie di embrioni di topo femmina e nuovamente coltivata.
In queste nuove condizioni di coltura, gli oogonia di scimmia cynomolgus sono stati indotti con successo a differenziarsi in ovociti meiotici, ma il loro sviluppo si è interrotto al secondo stadio della meiosi. L’analisi del trascrittoma a cellula singola ha mostrato che la dinamica trascrittomica degli ovociti in vitro (in laboratorio) erano simili a quelli degli ovociti in vivo (nel nostro corpo). I ricercatori hanno anche identificato differenze nell’espressione genica tra il in vitro E in vivo ovociti, che ha suggerito un collo di bottiglia per in vitro sviluppo di ovociti che potrebbe portare all’arresto della meiosi in vitro.
Inoltre, eseguendo l’analisi del metiloma dell’intero genoma, gli autori hanno scoperto che gli ovociti indotti erano coinvolti nel processo di demetilazione dell’intero genoma in vitro, come si è visto nello sviluppo delle cellule germinali femminili di topo e umano. Hanno anche notato che la demetilazione si comportava in modo diverso nei cromosomi X di origine paterna e materna. Queste dinamiche di metilazione uniche sono state trovate anche nell’oogonia umana indotta in vitro, suggerendo che i meccanismi alla base dello sviluppo delle cellule germinali femminili potrebbero essere gli stessi tra le specie di primati. Pertanto, questo sistema di coltura potrebbe essere utile come modello del processo di differenziazione delle cellule germinali dei primati.
Alla domanda sul potenziale impatto del loro studio, gli autori hanno affermato che il loro metodo di ricostituzione di più passaggi nello sviluppo delle cellule germinali femminili può aiutare a chiarire i meccanismi molecolari dello sviluppo degli ovociti nei primati e potrebbe un giorno contribuire al trattamento dello sviluppo alterato degli ovociti in medicina riproduttiva. Il primo autore Dr. Sayuri Gyobu-Motani afferma: “Speriamo che il nostro sistema di coltura possa aiutare nella conservazione delle specie in via di estinzione e nella creazione di in vitro sistemi di induzione degli ovociti per altre specie di mammiferi con una lunga durata di vita”.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
