Il Comportamento Dispari Dell'Embrione Precoce Rivela Possibilità Di Aborto Spontaneo

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Video time-lapse di uno sviluppo embrionale precoce possono aiutare i medici della fertilità a scegliere solo embrioni sani per la fecondazione in vitro, prevenendo l'aborto spontaneo.

Incredibili video time-lapse di embrioni nelle prime fasi dello sviluppo potrebbero aiutare i medici della fertilità a prevenire l'aborto, suggeriscono nuove ricerche.

Osservando i tempi dello sviluppo delle cellule, i medici potrebbero determinare quali cellule sono geneticamente sane e che hanno un numero anomalo di cromosomi, trova lo studio pubblicato oggi (4 dicembre) sulla rivista Nature Communications.

"Quello che abbiamo mostrato è che osservando, è possibile rilevare alcune differenze nei movimenti del ciclo cellulare di quegli [embrioni] che portano errori da quelli che hanno maggiori probabilità di sopravvivere", ha detto il ricercatore Renee Reijo Pera, che studia le cellule staminali e lo sviluppo dei primi embrioni presso la Stanford University.

I cromosomi sono pacchetti di DNA arrotolati. Gli esseri umani hanno 23 paia di cromosomi, ma gli incidenti genetici possono alterare quel numero, una condizione chiamata aneuploidia. Alcune aneuploidie causano disturbi come la sindrome di Down, che si verifica quando ci sono tre cromosomi su quella che dovrebbe essere la 21a coppia. Altre aneuploidie sono incompatibili con la vita, causando un aborto precoce o la successiva morte in utero.

I cromosomi extra o mancanti sono sorprendentemente comuni e colpiscono fino al 75 per cento di tutti gli embrioni. Questo può essere il motivo per cui dal 50 al 75 per cento delle gravidanze sono le cosiddette "gravidanze chimiche", il che significa che un embrione si interrompe spontaneamente subito dopo l'impianto nell'utero. Molte donne con gravidanze chimiche potrebbero anche non rendersi conto di essere mai state incinte.

C'è poco da fare su questi primi aborti nelle gravidanze tipiche. Per la fecondazione in vitro (IVF), tuttavia, è importante scegliere gli embrioni con le migliori possibilità di vita per evitare abusi.

Pera ei suoi colleghi hanno già scoperto che gli embrioni anomali mostrano comportamenti strani nei primi quattro giorni di sviluppo. Ad esempio, il tempo che impiega un embrione anomalo per completare la sua primissima divisione da un corpo cellulare a due è diverso dal tempo necessario a un embrione normale per fare lo stesso.

Anche gli embrioni anomali mostrano una maggiore frammentazione, ha detto Pera a WordsSideKick.com. La frammentazione si verifica quando una cellula in un embrione presenta un problema. Nella maggior parte dei casi, una cella con un problema muore semplicemente. Negli embrioni, invece, queste cellule sembrano spezzarsi. Spesso, frammenti di cellule contenenti DNA si fondono con altre cellule nell'embrione, trasferendo cromosomi extra a quelle cellule.

I ricercatori volevano sapere se potevano usare questi strani comportamenti per distinguere in modo affidabile un embrione sano da uno condannato. Hanno preso 75 embrioni umani che erano stati congelati nella fase monocellulare e li hanno coltivati ​​in piastre di Petri per due giorni, prendendo un'istantanea microscopica di ciascun embrione ogni cinque minuti. [Vedi il video degli embrioni in via di sviluppo]

Queste istantanee sono state poi unite insieme in filmati time-lapse, che i ricercatori hanno analizzato per i tempi di varie fasi di divisione cellulare.

Delle 75 cellule originali, 53 sono sopravvissute a quattro giorni, il che rappresenta lo stadio a zigote dello sviluppo embrionale. Di questi, 45 erano utilizzabili per l'analisi genetica. Circa il 75%, o 34 delle 45 cellule sopravvissute allo stadio zigote, avevano il numero sbagliato di cromosomi.

Le cellule anormali hanno mostrato più variazioni nei loro cicli di divisione cellulare rispetto alle cellule normali, i ricercatori hanno trovato. Mentre le cellule normali si sviluppavano tutte a passi simili, le cellule anormali rimanevano indietro o andavano più avanti nelle divisioni della prima, della seconda e della terza cellula.

Combinare i dati sul tempo anomalo con altri segni che qualcosa è andato storto (come il DNA frammentato e le dimensioni asimmetriche delle cellule all'interno di un embrione in via di sviluppo) potrebbe mostrare in modo affidabile quali cellule hanno il numero giusto di cromosomi e quali no, i ricercatori riferiscono.

I risultati offrono alcune informazioni sul motivo per cui lo sviluppo umano precoce è così probabile che vada storto, ha detto Pera. Altri animali non hanno così tanti problemi, ha detto. I topi, ad esempio, commettono errori nello sviluppo degli embrioni solo circa l'1% delle volte.

I ricercatori hanno a lungo pensato che forse gli umani hanno così tanti problemi perché le uova delle donne si degradano con l'età, ha detto Pera. Ma nello studio attuale, solo il 20% degli embrioni ha mostrato questo tipo di errori. Molto più frequenti sono stati i cosiddetti errori mitotici, che si verificano successivamente nello sviluppo, dopo lo sperma e la miccia cellulare e l'embrione inizia a dividersi.

"Che così tanti errori vengono fatti dopo che l'uovo e lo sperma si sono uniti, sembra essere una specie di speciale per gli umani", ha detto Pera.

Una società biotech con sede in California ha ora concesso in licenza la tecnologia di osservazione dell'embrione e sta per iniziare a testarla nelle cliniche per la fertilità, ha detto Pera. La speranza è che i medici possano usare la tecnica come un modo per osservare gli embrioni in modo non invasivo prima di impiantarli nelle donne, assicurandosi che scelgano i gruppi cellulari che hanno più probabilità di sopravvivere alla nascita.

Nota dell'editore: Questo articolo è stato aggiornato alle 16:00 EST per aggiungere commenti dal ricercatore.

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