Sabato, 19 Giugno 2021
Salute

Ricerca: così spermatozoo perde retta via, studio scienziata Human Technopole

Lavoro di Gaia Pigino (Max Planck Institute) in copertina di 'Science', scoperto meccanismo importante per fecondazione

Ricerca: così spermatozoo perde retta via, studio scienziata Human Technopole

Milano, 8 gen. (Adnkronos Salute) - E' un meccanismo molecolare che garantisce una sorta di 'navigatore' agli spermatozoi permettendogli di mantenere la direzione fino al traguardo: l'ovocita da fecondare. Senza questo, la fertilità è compromessa, senza glicina il seme maschile perde la 'retta via'. E' la scoperta che si è guadagnata la copertina della rivista 'Science'. Nello studio c'è un pezzo d'Italia. A firmarlo fra gli altri una scienziata dello Human Technopole: Gaia Pigino, associate head del Centro di ricerca in Biologia Strutturale del polo nato nell'area che ospitò l'Expo 2015 a Milano e group leader al Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics a Dresda. Insieme a due studenti del suo team nel centro sassone, Gonzalo Alvarez Viar e Aleksandr Kostarev, l'esperta ha lavorato all'individuazione nei topi del nuovo meccanismo molecolare.


A svolgere la funzione di propulsione dello spermatozoo è il flagello, un tipo particolare di ciglio, organello che si trova sulla superficie della maggior parte delle cellule del corpo umano dove svolge ulteriori funzioni sensorie e motorie. Secondo la ricerca sviluppata al Max Planck Institute di Dresda, all'Istituto Curie di Orsay e al Centro di ricerca e studi avanzati europei di Bonn, dietro il meccanismo che consente alle cellule riproduttive maschili di mantenere la direzione nei loro spostamenti verso l'ovocita, c'è l'aggiunta di un particolare amminoacido (la glicina) alla sequenza della proteina tubulina, fondamentale componente della scheletro microtubulare del flagello, ossia la coda dello spermatozoo.


Senza questa modificazione della tubulina, gli spermatozoi non riescono a regolare il battito del flagello con cui si muovono e quindi indirizzare il movimento che questo imprime loro. La mutazione genetica che impedisce l'aggiunta della glicina alla tubulina fa sì che gli spermatozoi tendano a muoversi circolarmente, perdendo l'orientamento, senza quindi riuscire a raggiungere l'ovocita, la cellula riproduttiva femminile, e completare la fecondazione. Le prospettive di questa scoperta sull'uomo hanno a che fare con i problemi legati alla scarsa mobilità degli spermatozoi, che rappresentano la causa di infertilità nell'80% dei casi, evidenziano gli esperti.


Il flagello dello spermatozoo è un particolare tipo di ciglio, un organello che si trova sulla superficie della maggior parte delle cellule animali dove svolge tre funzioni fondamentali: motorie, sensorie e di comunicazione tra cellule. L'assenza di modificazioni della tubulina altera la funzione motoria di ciglia e flagelli anche in altri tipi cellulari e potrebbe essere la causa di altre patologie umane che sono associate al malfunzionamento del ciglio.


I ricercatori sono riusciti a raggiungere questo risultato grazie alla crio-microscopia elettronica, una tecnologia che consente di vedere sino quasi alla scala degli atomi e che è così avanzata e rivoluzionaria da aver fatto vincere ai suoi scopritori il premio Nobel per la chimica nel 2017. Lo studio delle ciglia nelle cellule rappresenta un filone di ricerca che sarà sviluppato dal team di Pigino presso lo Human Technopole e sarà centrale all'interno del Centro di ricerca in Biologia Strutturale dello stesso Istituto, che si avvarrà dei crio-microscopi elettronici ultra avanzati. "Nel corpo umano le ciglia si trovano pressoché ovunque: dai neuroni, alle cellule epiteliali di reni e polmoni, agli spermatozoi - spiega Pigino - Nelle fasi di sviluppo dell'embrione l'azione delle ciglia è fondamentale perché porta al corretto 'posizionamento' e sviluppo di organi e tessuti".


Nell'adulto invece, "sono necessarie per il corretto funzionamento della maggior parte degli organi. Inoltre, le ciglia sono le strutture cellulari che ci permettono di percepire l'ambiente che ci circonda, vediamo grazie alle ciglia dei fotorecettori nella nostra retina, sentiamo gli odori e udiamo grazie alle ciglia sensorie all'apice dei neuroni nel nostro naso e orecchie. Con l'avanzamento della conoscenza delle loro caratteristiche il funzionamento di ciglia e flagelli viene ad essere correlato ad un numero crescente di patologie, dette anche cigliopatie, tra cui idrocefalo, infertilità, malattie delle vie aeree, malattie policistiche del rene, fegato o pancreas, disfunzioni cognitive, nonché malattie della retina e difetti dell'udito e dell'olfatto. Sebbene si tratti ancora di una ricerca di base, conoscere sempre meglio questi organelli ci permetterà di sviluppare in futuro studi per correggerne le disfunzioni e quindi le patologie derivanti".


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