Topi senza madre: gli scienziati hanno creato topi sani da due spermatozoi

Il mondo scientifico ha ufficialmente superato un'altra frontiera biologica. I ricercatori del Centro di Medicina Riproduttiva dell'Università Jiao Tong di Shanghai hanno creato topi nati... da due maschi. Nessun uovo, nessuna madre. Solo due cellule spermatiche, un po' di magia genetica e tanta pazienza.

Cosa si sa

Il principale ostacolo a tale "progenie del papà" era il meccanismo dell'imprinting genomico - segni chimici epigenetici nel DNA che attivano o disattivano i geni a seconda che siano ereditati dal padre o dalla madre. Senza la giusta combinazione di questi segni, l'embrione di solito non sopravvive. In termini "scientifici", il problema principale è che ci sono "segni" speciali nel DNA che dicono ai geni quando lavorare e quando essere silenziosi - e dipende dal fatto che i geni provengano dalla mamma o dal papà. Se questi segni sono mancanti o errati, l'embrione semplicemente non può svilupparsi e muore.

Il team, guidato dal Professor Yanchang Wei, ha risolto questo problema attraverso l'editing mirato della metilazione in sette regioni genomiche critiche - i cosiddetti ICR (Imprinting Control Regions). A tale scopo, sono stati utilizzati due sistemi basati su CRISPR: uno per rimuovere i segni di metilazione (dCas9-Tet1) e l'altro per aggiungerli (dCpf1-Dnmt3).

La metodologia è stata la seguente: il nucleo è stato rimosso dall'uovo e le teste di due spermatozoi sono state iniettate al loro posto - uno da un topo da laboratorio C57BL/6 e l'altro da un topo di tipo selvatico CAST. Poi, i segni epigenetici sono stati riprogrammati chimicamente, facendo comportare una delle copie di DNA come se fosse "quella della madre".

E il risultato?

Dei 587 embrioni creati, solo 3 hanno raggiunto lo stadio della nascita e due di essi sono sopravvissuti fino all'età adulta. Erano completamente sani, avevano un peso e una dimensione normali e - soprattutto - erano fertili, cioè capaci di riproduzione.

Un maschio ha dato alla luce 9 topi, e l'altro - 6.

Tuttavia, il successo è stato parziale: la maggior parte degli embrioni è morta durante lo sviluppo intrauterino. La ragione è la difficoltà estrema di riprogrammare contemporaneamente sette regioni chiave del DNA.

Cosa significa questo per la scienza?

• Questa è la prima creazione al mondo di topi vitali e fertili esclusivamente da DNA maschile.
• È stato confermato che l'imprinting è la barriera alla riproduzione tra persone dello stesso sesso nei mammiferi, e non qualcos'altro.
• Sebbene l'applicazione di questo approccio agli esseri umani (o almeno a grandi animali) sia ancora lontana, lo studio apre la porta a una comprensione più profonda dell'epigenetica, dell'imprinting e anche a potenziali future terapie per l'infertilità.

Fonte: PNAS (Rivista dell'Accademia Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti d'America)