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Il presente e il futuro del laboratorio di PMA

Parere degli esperti

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Il presente e il futuro del laboratorio di PMA
Gli articoli della sezione “Il parere degli esperti” riguardano alcuni fra gli argomenti più importanti e dibattuti delle rispettive aree cliniche. Dato il livello di approfondimento raggiunto, i testi possono contenere termini e concetti molto complessi. L’utilizzo del glossario potrà essere di aiuto nella comprensione di questi articoli e altri contenuti del sito, più divulgativi, contribuiranno a chiarire gli argomenti trattati.

La procreazione medicalmente assistita (PMA) è una disciplina in cui medicina e biologia cooperano strettamente per consentire alle coppie infertili di concepire e avere il proprio bambino al termine della gravidanza. L’opera del medico ginecologo è fondamentale per una corretta caratterizzazione della tipologia di infertilità, l’identificazione del più idoneo tipo di trattamento e l’applicazione degli atti chirurgici richiesti dal prelievo delle cellule uovo dalle gonadi femminili e il trasferimento in utero degli embrioni generati in vitro. Il biologo (embriologo) riveste un ruolo altrettanto importante, forse cruciale, avendo il compito di valutare, selezionare e far uso dei gameti per riprodurre in vitro (ossia in provetta) il processo della fecondazione e consentire la crescita degli embrioni in tal modo ottenuti. Il regno dell’embriologo è il laboratorio di PMA. Le tecniche utilizzate in questo delicato ambiente di lavoro richiedono specifiche qualità manuali, ma anche attrezzature e strumenti che nel tempo sono diventate sempre più specifici. Nel futuro, la tecnologia del laboratorio di PMA è destinata ad aumentare per attuare più efficaci modalità di coltura e valutazione della qualità di gameti ed embrioni. In ultima analisi, ciò determinerà un incremento dell’efficienza clinica della PMA.

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Le tecniche

Isolamento e selezione degli spermatozoi

Un campione seminale umano contiene in condizioni normali decine di milioni di spermatozoi. Gran parte dei gameti maschili è tuttavia inadeguata a interagire, in vivo e in vitro, con la cellula uovo e a promuovere il processo di fecondazione. Molti spermatozoi sono infatti immobili o dotati di scarsa mobilità e morfologicamente altamente anomali. Per tale ragione, il campione seminale è sottoposto a un trattamento fisico in modo isolare gli spermatozoi più idonei, attivamente mobili e morfologicamente regolari, che possono essere utilizzati successivamente per il trattamento di PMA, garantendo maggiori probabilità di successo. Il trattamento che consente di separare differenti popolazioni di spermatozoi consiste nel centrifugare il campione in una provetta contenente mezzi di coltura (in numero di 2 o 3) di diversa densità. Dopo aver eseguito la centrifugazione, gli spermatozoi anomali e altre cellule contaminanti presenti nel campione seminale tendono a concentrarsi nel mezzo meno concentrato, a un livello superiore rispetto al fondo della provetta. Al contrario, gli spermatozoi mobili e morfologicamente normali sono recuperati dal fondo della provetta, in corrispondenza del mezzo di coltura più denso. Questo sistema di separazione degli spermatozoi è stato applicato per decine di anni senza significative variazioni. Benché relativamente efficace, esso consente soltanto una grossolana distinzione tra spermatozoi di differente qualità.

Recenti studi suggeriscono che nuovi sistemi di isolamento degli spermatozoi possano essere presto introdotti nel laboratorio di PMA. È stato infatti dimostrato che gli spermatozoi presenti in un campione seminale possono essere separati in base alle dimensioni e alla carica elettrica [1]. Ciò richiede l’uso di una tecnica nota come elettroforesi, solitamente usata per la separazione delle proteine. Ponendo il campione in un sistema di camere costituito da materiale con un’adeguata porosità e sottoponendolo a un campo elettrico, gli spermatozoi si spostano in base alla loro carica elettrica complessiva attraverso il filtro costituito dal materiale poroso e sono recuperabili da un’apposita camera di raccolta. Diversamente, cellule contaminanti di varia natura (per esempio leucociti) non migrano nel campo elettrico insieme agli spermatozoi perché di maggiori dimensioni, rimanendo intrappolate dal filtro poroso. Una caratteristica particolarmente importante di questa tecnica è rappresentata dal fatto che gli spermatozoi possono essere diversamente separati in base alla carica elettrica individuale. Spermatozoi aventi un diverso grado di danno al DNA (ossia al materiale genetico) si distinguono anche per una carica elettrica differente. Quando la tecnica sarà opportunamente sviluppata, sarà pertanto possibile distinguere e utilizzare gli spermatozoi caratterizzati da un minor danno genetico, con ovvie implicazioni per la salute del concepito.