Illustrazione di Nicolás Ortega

Le ovaie bioingegnerizzate possono sopravvivere nei topi. Gli umani sono i prossimi.

Questa tecnologia potrebbe aumentare la fertilità e ottimizzare i livelli ormonali.

In una manciata di laboratori in tutto il mondo, i ricercatori stanno lavorando a una nuova radicale opzione di fertilità per le donne: un'ovaia artificiale.

L'idea è che iniziando con solo un piccolo pezzo di tessuto, gli scienziati potrebbero far crescere un organo completamente nuovo e quindi impiantarlo per sostituire un'ovaia che è difettosa. Oppure potrebbero dare un'ovaia a qualcuno che non è nato con uno e prende invece ormoni, per esempio una donna transgender. Potrebbe anche diventare un modo alternativo di fornire ormoni alle donne in menopausa e ad altri che assumono ormoni. Potrebbe anche invertire la menopausa.

Fino a poco tempo fa, le ovaie artificiali erano state impiantate e testate solo su animali, usando tessuti animali. Ma un importante passo avanti è arrivato a luglio, quando i ricercatori di Copenaghen hanno utilizzato il tessuto ovarico umano per costruire un'ovaia artificiale che è sopravvissuta quando impiantata nei topi.

Susanne Pors e il suo team hanno utilizzato una soluzione chimica per rimuovere le cellule dal tessuto ovarico, lasciando dietro di sé un "impalcatura" di proteine ​​e collagene. Quindi hanno seminato l'impalcatura con centinaia di follicoli umani, le sacche piene di liquido che contengono uova immature.

Un'altra svolta è arrivata l'anno scorso, quando gli scienziati riproduttivi della Northwestern University hanno riferito di aver creato un'ovaia di topo perfettamente funzionante con una speciale stampante 3D. Usavano la gelatina come "inchiostro" e stampavano un'impalcatura, che riempivano di follicoli di topo. Quando lo hanno impiantato in un topo che era sterile per la rimozione di un'ovaia, il topo era in grado di ovulare e aveva cuccioli sani dopo l'accoppiamento con un topo maschio. Anche l'ovaio artificiale ha aumentato i livelli di importanti ormoni.

Far funzionare un'ovaia artificiale per anni sarà la sfida più grande. Nel recente lavoro a Copenaghen, solo un quarto dei follicoli è sopravvissuto per almeno tre settimane. L'ovaio artificiale stampato a nord-ovest ha funzionato per 40 giorni.

Tuttavia, gli scienziati vedono già modi per far durare molto più a lungo le ovaie artificiali e quelle perfettamente funzionanti potrebbero essere pronte per le donne in circa un decennio. Ciò significa che non è troppo presto per pensare a tutti i modi in cui potrebbe essere utilizzato.

Effettuare la transizione

L'ovaio artificiale era inizialmente pensato come un modo per migliorare la pratica del congelamento del tessuto ovarico, un'opzione per ragazze e donne che hanno bisogno di sottoporsi a trattamenti contro il cancro che potrebbero renderli sterili. Anni dopo, quel tessuto può essere impiantato nelle donne quando sono pronte per avere un figlio. Ma quella procedura comporta un rischio di trapianto di tessuto che contiene ancora alcune cellule tumorali.

"Se tu avessi un'ovaia artificiale, potresti evitare questo rischio", afferma Sandra Carson, che è vicepresidente dell'educazione al Congresso americano di ostetrici e ginecologi e il cui ex laboratorio alla Brown University ha creato il primo ovaio artificiale, riportato nel 2010. È stato realizzato con tessuto umano ma mai impiantato.

Presto altri ricercatori, come Teresa Woodruff, una scienziata riproduttiva della Northwestern, si interessarono al tentativo di costruirne uno. Inizialmente, la sua attenzione era rivolta alle donne affette da cancro, ma ora lo vede come una potenziale opzione per le donne transgender. Un'ovaia artificiale potrebbe essere inserita appena sotto la pelle, in una procedura minimamente invasiva, forse sotto il braccio o nel tessuto adiposo dello stomaco.

A sinistra: un'ovaia di ratto artificiale nel laboratorio di Opara. A destra: un'impalcatura per un'ovaia di topo stampata con gelatina nel laboratorio di Woodruff. (Per gentile concessione del Wake Forest Institute for Regenerative Medicine e della Northwestern University).

Perché dovrebbero farlo queste donne? Uno dei motivi è che sarebbe un modo più duraturo di fornire ormoni. Ma gli scienziati pensano anche che gli ormoni prodotti da un'ovaia artificiale sarebbero più sicuri e meglio tollerati dall'organismo rispetto a quelli sintetici utilizzati nella terapia ormonale. Pillole, cerotti e iniezioni che rilasciano estrogeni, il principale ormone che promuove lo sviluppo delle caratteristiche femminili, hanno dimostrato di aumentare il rischio di problemi di salute come coaguli di sangue e danni al fegato.

Ancora più futuristico è un'ovaia artificiale che rilascia effettivamente uova. Quelle uova potevano essere raccolte dall'ovaio e fecondate in vitro, permettendo a una donna transgender di avere un figlio usando un surrogato. Alla fine, un ovaio artificiale e un trapianto di utero potrebbero consentire a una donna transgender di concepire e portare a termine un bambino.

Aumento della fertilità

Un'ovaia artificiale che produce uova potrebbe aiutare le donne con problemi di fertilità che hanno origine nell'ovaio come la sindrome dell'ovaio policistico, che colpisce quasi una donna su 10. La PCOS è causata da livelli elevati di un ormone chiamato androgeno. Molte donne con PCOS hanno difficoltà a rimanere incinta e alcune non rilasciano mai uova.

Anche le donne con insufficienza ovarica prematura o insufficienza ovarica primaria potrebbero trarne beneficio.

Nelle donne con questa condizione, le ovaie smettono di funzionare prima dei 40 anni, causando infertilità e sintomi della menopausa. In entrambi i casi, alle donne potrebbe essere asportata un'ovaia e una artificiale in posizione.

Un'ovaia artificiale potrebbe estendere anche la fertilità di una donna, in modo da poter aspettare fino a tardi nella vita per avere un figlio. "In teoria potresti prolungare la vita di un'ovaia oltre la menopausa", afferma Carson.

Sostituzione della sostituzione dell'ormone

Emmanuel Opara, professore al Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, pensa che un ovaio artificiale potrebbe essere buono per le donne in post-menopausa anche se non vogliono avere figli in quella fase della vita.

Come per le donne transgender, gli ormoni prodotti dall'ovaio artificiale potrebbero essere più sicuri ed efficaci delle versioni sintetiche. Molte donne si rivolgono alla terapia ormonale sostitutiva, o terapia ormonale sostitutiva, quando colpiscono la menopausa, poiché le loro ovaie diventano più piccole e rilasciano meno ormoni come estrogeni e progesterone. Ciò può causare vampate di calore, secchezza vaginale, problemi di sonno, aumento di peso e, peggio, deterioramento osseo. Ma la TOS non è raccomandata per un uso a lungo termine perché sembra aumentare il rischio di ictus, coaguli di sangue, infarto e carcinoma mammario e ovarico.

E se una donna di 75 anni desiderasse che un'ovaia artificiale abbia un figlio?

Opara e i suoi colleghi hanno progettato le ovaie di ratto isolando due principali tipi di cellule presenti nelle ovaie - granulosa e cellule theca - e trasformandole in sfere tridimensionali di tessuto. Hanno impiantato le ovaie nel tessuto adiposo dei topi proprio sotto la pelle che ricopre l'addome. Una settimana dopo, gli organi artificiali hanno iniziato a produrre estrogeni, progesterone e altri due ormoni non utilizzati nella terapia ormonale sostitutiva. Gli animali con ovaie artificiali avevano meno grasso corporeo e una migliore salute delle ossa rispetto a quelli a cui venivano somministrati ormoni sintetici.

Questa ovaia artificiale è stata in grado di produrre ormoni che hanno fluttuato per tre mesi. Opara afferma che un'ovaia prodotta in laboratorio potrebbe produrre livelli di ormoni che corrispondono a ciò di cui il corpo ha bisogno, un vantaggio rispetto alla TOS.

Domande senza risposta

Prima che un'ovaia artificiale diventi realtà, dovrà essere testata su animali più grandi per assicurarsi che sia sicura e di lunga durata. Monica Laronda, endocrinologa riproduttiva e collaboratrice di Woodruff presso la Northwestern University, sta pianificando di testare l'ovaio stampato in 3D del suo team nei maiali. Il gruppo pensa anche che possa iniziare ad aumentare la quantità di tempo che può funzionare un'ovaia artificiale. Il trucco sarà seminare con un numero maggiore di follicoli immaturi, alcuni dei quali rimarranno inattivi anche mentre altri crescono in uova mature prima. Laronda e il suo team hanno scoperto che la struttura dell'ovaio artificiale è direttamente collegata alla sopravvivenza dei follicoli nell'ovaio.

Anche così, ci sono grandi domande da risolvere, afferma Cynthia Stuenkel, professore clinico di medicina presso l'Università della California, San Diego, e portavoce della Endocrine Society. Dice che l'idea di un'ovaia artificiale è eccitante, ma si preoccupa della possibilità che gli ormoni riportino i periodi nelle donne in menopausa. "Di solito alle donne dopo la menopausa non importa che non abbiano i loro cicli mestruali mensili", afferma.

Un altro problema è che il tessuto del donatore sarebbe necessario per produrre ovaie artificiali per le donne transgender o per quelle che non hanno un tessuto ovarico sano. C'è sempre la possibilità che il corpo del destinatario lo rifiuti.

Alla fine, un ovaio artificiale e un trapianto di utero potrebbero consentire a una donna transgender di concepire e portare a termine un bambino.

C'è anche la questione se ci sarebbe un limite di età per ottenere un'ovaia artificiale in grado di produrre uova. Ad esempio, Opara si chiede: cosa succederebbe se una donna di 75 anni desiderasse che un'ovaia artificiale abbia un figlio? Molte cliniche per la fertilità hanno un limite di età da 45 a 50 anni per la fecondazione in vitro, per motivi di complicazioni durante la gravidanza che invecchiano. C'è anche l'idea, imposta da alcuni dottori della fertilità, che una donna o il suo partner debbano avere abbastanza durata per poter prendersi cura di un bambino.

Per prima cosa, però. L'uso più immediato delle ovaie artificiali sarà quello di testare i trattamenti di fertilità e altri farmaci in laboratorio, prima che le donne li prendano, per assicurarsi che siano sicuri. E le prime persone a cui verranno impiantate ovaie artificiali saranno probabilmente i malati di cancro. "Per i pazienti pediatrici, non stiamo solo parlando di fertilità, ma vogliamo anche ripristinare il sistema endocrino, che è responsabile dello sviluppo sano", afferma Woodruff. "È davvero un'esigenza insoddisfatta."