Genetica: aneuploidie e FISH test su spermatoi e globulo polare

Il nucleo delle cellule contiene i cromosomi, che portano il codice genetico e nell’uomo sono 46: 22 coppie sono identificate con un numero progressivo che va da 1 a 22, mentre la ventitreesima è quella dei cromosomi sessuali, che possono essere di tipo X o di tipo Y.

Alcune delle cellule hanno come compito la riproduzione, che darà origine a un nuovo individuo con un corredo cromosomico originato a partire da quelli dei suoi genitori. Anche le cellule del figlio dovranno avere 46 cromosomi e per far questo è necessario che le cellule deputate al compito riproduttivo subiscano un processo di dimezzamento del proprio corredo cromosomico, creando i gameti (ovvero l’ovocita e lo spermatozoo), che contengono 23 cromosomi. Dopo questo “dimezzamento” la dotazione cromosomica è detta aploide, mentre quando sono presenti i 46 cromosomi si dice diploide.

Il processo che riduce i cromosomi da 46 a 23 si chiama meiosi.
Dopo la fecondazione si ricreerà la situazione diploide.

Può accadere che la meiosi non avvenga nel modo corretto, per cui gli ovociti e gli spermatozoi che si formano in questo caso hanno un numero di cromosomi che non è normale. Alcuni gameti mancheranno di un cromosoma, mentre altri avranno più copie dello stesso cromosoma. Queste alterazioni sono chiamate aneuploidie.

Gli embrioni che si originano in questo modo presentano ovviamente delle anomalie, che in alcuni casi comportano l’arresto dello sviluppo sin dalle fasi iniziali. In altri casi si può avere l’impianto o addirittura la nascita del bimbo, ma sono presenti in ogni caso delle malformazioni che portano a aborto o a morte subito dopo la nascita.

Pur in presenza di un cariotipo normale, alcuni individui hanno una tendenza maggiore rispetto alla media di originare gameti affetti da aneuploidia. Per quanto riguarda le donne questo fenomeno si correla strettamente con l’aumentare dell’età. Questo fa sì che donne più grandi di età abbiano una ridotta fertilità, una diminuzione della probabilità di impianto della gravidanza e una maggiore probabilità di aborto spontaneo. Nell’uomo questa tendenza va invece di pari passo con problematiche del liquido seminale.

I moderni sviluppi della genetica permettono a questi individui di vedere aumentate le proprie probabilità di concepimento mediante la selezione dei gameti che non presentano aneuploidia (per le donne) ovvero mediante intervento dell’andrologo e terapia mirata (per quanto riguarda gli uomini). L’analisi può essere effettuata mediante un test denominato FISH, che viene fatto sugli spermatozoi oppure sul globulo polare, prelevato tramite biopsia dall’ovocita.

Il test FISH utilizza delle sonde di DNA colorate con sostanze di vari colori, ciascuno dei quali evidenzia uno specifico cromosoma. In questo modo sarà possibile materialmente contare i cromosomi e visualizzare eventuali mancanze o doppioni. I segnali luminosi vengono analizzati tramite microscopi speciali.

Dato che i campioni analizzabili sono spesso di scarsa entità (un ovocita oppure pochi spermatozoi se il paziente soffre di oligospermia severa) ci si concentra su alcuni cromosomi in particolare, che sono giudicati interessanti per i nostri fini, ovvero quelli associati a malformazioni, aborti precoci oppure al contrario con le gravidanze a termine.

Per quanto riguarda l’indagine sugli spermatozoi, c’è da dire che una minima presenza di spermatozoi che contengono aneuploidie è fisiologica in ogni spermiogramma. Si osserva però che in alcuni soggetti questa presenza diventa eccessiva, specie quando siamo in presenza di spermio grammi con patologie severe. Il test FISH si può usare sia su spermatozoi prelevati tramite eiaculazione che su quelli prelevati chirurgicamente (ad esempio con TESE), siano essi freschi o congelati. Il metodo è opportunamente adattato se il campione contiene un numero elevato di spermatozoi (anche relativamente) oppure ne contiene pochissimi.

Solitamente spermiogrammi patologici mostrano anomalie a carico di più di un cromosoma, cosa che avviene molto più di rado per pazienti con spermiogrammi normali, il che fa intendere che l’infertilità legata a condizioni di grave oligoastenoteratospermia sia di origini anche cromosomiche.

Gli studi dimostrano inoltre che la maggior parte delle alterazioni riguardano aneuploidie che sono compatibili con gravidanze a termine, come ad esempio il cromosoma 21, responsabile della sindrome di Down. Frequente è anche il cromosoma 22, che conduce ad abortività precoce.

Nel caso in cui si riscontri un’eccessiva percentuale di spermatozoi affetti da aneuploidia il paziente viene inviato a visita andrologica, perché gli venga prescritta una terapia. Sembra infatti che terapie che aumentino il numero e la motilità degli spermatozoi abbiano un positivo effetto anche sulla frequenza delle aneuploidie. Nel caso in cui la terapia conduca ad un miglioramento, il nuovo campione analizzato potrà essere congelato per cicli di fecondazione assistita.

Vediamo invece come avviene il test per quanto riguarda gli ovociti.

L’ovocita ha due globuli polari, il primo viene eliminato prima della fecondazione, il secondo dopo. Per prelevare il primo e analizzarlo viene aperta la zona pellucida e viene introdotto un ago che lo aspira. La tecnica è applicabile anche per selezionare gli ovociti da fecondare.

Questo esame è particolarmente indicato per donne con età maggiore di 38 anni o che hanno eseguito almeno 3 cicli di fecondazione assistita con embrioni di ottima qualità e non hanno raggiunto la gravidanza o che hanno una storia pregressa di poliabortività. Gli studi hanno infatti evidenziato che queste donne hanno una tendenza maggiorata alla formazione di aneuploidie.