La diapausa è un affascinante meccanismo naturale che consente a molte specie di interrompere temporaneamente lo sviluppo embrionale in attesa di condizioni ambientali più favorevoli per la nascita. Questo fenomeno, che si riscontra prevalentemente in insetti e mammiferi, rappresenta una straordinaria strategia di sopravvivenza. Un esempio emblematico è il wallaby, un marsupiale australiano in grado di mantenere in stasi un embrione mentre cura un altro già nato.
Recenti ricerche hanno rivelato che anche l’essere umano possiede i meccanismi molecolari necessari per attivare una simile pausa.
Tuttavia, attualmente non li sfrutta in modo spontaneo
La diapausa: un segreto evolutivo anche per l’uomo
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Il fenomeno della diapausa, che consente a molte specie animali di fermare lo sviluppo embrionale in condizioni ambientali sfavorevoli, è una strategia evolutiva ben nota. Recenti ricerche pubblicate sulla rivista Cell hanno rivelato che anche gli esseri umani possiedono potenziali meccanismi molecolari in grado di attivare questa pausa nello sviluppo.
Anche se la nostra specie non utilizza questo processo nel contesto della gravidanza, sembra che abbiamo conservato gli strumenti genetici e biologici necessari per indurre una diapausa embrionale. Questa scoperta offre nuove e promettenti prospettive per la medicina riproduttiva e le tecniche di fecondazione assistita.
Obiettivo? Migliorare le possibilità di successo nell’ambito della fertilità.
La ricerca condotta da esperti del Max Planck Institute for Molecular Genetics di Berlino e dell’Institute of Molecular Biotechnology (IMBA) di Vienna ha svelato questo potenziale nascosto attraverso lo studio di modelli embrionali noti come blastoidi.
Questi modelli, derivati da cellule staminali umane, sono in grado di replicare la fase della blastocisti.
Parliamo cioè di un momento clou nello sviluppo embrionale in cui l’embrione si prepara a impiantarsi nell’utero.
L’abilità di imitare questa fase del ciclo di vita embrionale è fondamentale per comprendere come la diapausa possa essere utilizzata per favorire la sopravvivenza dell’embrione in situazioni avverse.
Ma approfondiamo l’argomento e i meccanismi alla base di questo fenomeno.
Il ruolo dell’mTOR nella diapausa embrionale
Attraverso una serie di esperimenti innovativi, i ricercatori hanno identificato un meccanismo chiave che consente ai blastoidi di entrare in uno stato di quiescenza embrionale, simile alla diapausa riscontrata in altre specie di mammiferi.
Il processo è mediato dall’inibizione di una via di segnalazione nota come mTOR (mammalian target of rapamycin).
Questa cascata enzimatica era già ampiamente riconosciuta per la sua importanza nella regolazione della crescita e dello sviluppo negli organismi, inclusi i topi.
Tuttavia, solo adesso si è scoperto che essa gioca un ruolo parimenti significativo nelle cellule umane.
Funzione dell’mTOR
L’mTOR è un regolatore centrale dei processi cellulari legati alla crescita, alla proliferazione e alla sopravvivenza. Questo percorso si attiva in risposta a nutrienti, fattori di crescita e segnali ormonali, contribuendo a modulare il metabolismo cellulare. In situazioni normali, l’attivazione dell’mTOR promuove la crescita e lo sviluppo embrionale, guidando le cellule verso la loro differenziazione e maturazione. Tuttavia, inibendo l’attività di questo percorso, gli scienziati sono stati in grado di indurre una sorta di “ibernazione” embrionale, che rallenta lo sviluppo e mantiene gli embrioni in uno stato di dormienza.
Un legame con il passato evolutivo
La potenzialità di attivare meccanismi di diapausa nella biologia umana è considerata dagli scienziati un residuo della nostra eredità evolutiva. Durante il corso dell’evoluzione, gli antenati degli esseri umani hanno sviluppato strategie adattative per fronteggiare le sfide ambientali, e la diapausa è stata una di queste strategie.
La ricerca ha dimostrato che i geni e le vie metaboliche legate alla diapausa esistono nell’uomo, indicando che, a livello molecolare, abbiamo conservato la capacità di attivare un simile stato di quiescenza.
Questa scoperta ha implicazioni significative per la medicina moderna.
Scoperte chiave e implicazioni
Aydan Bulut-Karslioglu, uno degli autori principali dello studio, ha sottolineato l’importanza di queste scoperte.
«Quando trattiamo le cellule staminali umane e i blastoidi con un inibitore dell’mTOR, osserviamo un rallentamento nello sviluppo. Il che dimostra che anche le cellule umane conservano i meccanismi per rispondere a questa stimolazione, creando una sorta di pausa nello sviluppo».
Le implicazioni di queste ricerche sono vastissime e potrebbero avere un impatto significativo sulla medicina riproduttiva.
L’abilità di indurre una pausa nello sviluppo embrionale potrebbe migliorare le tecniche di fecondazione assistita.
Inoltre, potrebbe offrire nuove strategie per il trattamento dell’infertilità.
Per esempio, se gli embrioni potessero essere messi in uno stato di quiescenza, ciò potrebbe permettere ai medici di ottimizzare le condizioni dell’utero per un impianto di successo.
In questo modo, aumenterebbero le probabilità di una gravidanza sana.
Questo nuovo approccio potrebbe insomma migliorare le probabilità di successo della fecondazione assistita, riducendo lo stress che spesso accompagna le procedure tradizionali e offrendo un margine di tempo maggiore per l’impianto, senza compromettere la qualità dell’embrione.