AGI - Molti embrioni di mammifero possono posticipare la crescita per superare i periodi di stress ambientale e alimentare e poi riprendere lo sviluppo quando le condizioni migliorano. A indagare i meccanismi di questo arresto dello sviluppo, noto come diapausa embrionale, e a scoprire come l'esaurimento dei nutrienti venga percepito dagli embrioni, sono stati i ricercatori del Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology dell'Accademia Cinese delle Scienze di Shanghai. I risultati dello studio, condotto su mamme di topo affamate, pubblicati sulla rivista Development, potrebbero aiutare a migliorare i trattamenti per l'infertilità, come il congelamento degli embrioni.
È difficile sostenere una gravidanza quando il cibo scarseggia o le condizioni sono difficili. Ecco perché, la mancanza di cibo è un noto fattore scatenante della diapausa embrionale, ma non era chiaro come l'embrione percepisse la carenza di nutrienti nella dieta della madre. "La fame stagionale è uno degli stress ambientali universali in natura", ha spiegato Qiang Sun, che ha guidato lo studio. "Tuttavia, il processo di regolazione della diapausa negli embrioni in fase iniziale non era ancora del tutto chiaro", ha continuato Sun.
"Abbiamo quindi deciso di verificare se la privazione di nutrienti inducesse la diapausa embrionale", ha proseguito Sun. Confrontando topi affamati e topi ben nutriti, l'équipe ha rilevato che gli embrioni dei topi affamati non si impiantavano nell'utero e la loro crescita si arrestava in un momento precoce, quando l'embrione comprendeva una palla vuota di cellule chiamata blastocisti. Questi embrioni sono rimasti vitali e hanno potuto ricominciare a svilupparsi quando sono stati trapiantati in una madre ben nutrita. Per capire quali nutrienti fossero importanti per indurre la diapausa, i ricercatori hanno coltivato embrioni di topo allo stadio iniziale in piatti contenenti diversi nutrienti.
Gli scienziati hanno scoperto che gli embrioni cresciuti in piatti privi di proteine o carboidrati hanno messo in pausa il loro sviluppo, mentre gli embrioni esposti a livelli normali di nutrienti non si sono bloccati e hanno continuato a svilupparsi.
I ricercatori hanno poi rivelato che i sensori di nutrienti nell'embrione sono in grado di rilevare i cali dei livelli di proteine o carboidrati, che innescano l'entrata in diapausa. La scoperta che gli embrioni cresciuti senza proteine o carboidrati siano in grado di sospendere il loro sviluppo significa che possono sopravvivere più a lungo in laboratorio. In futuro, questa scoperta potrebbe portare a miglioramenti nei trattamenti di fertilità, che attualmente includono approcci come il congelamento degli embrioni. "Pensiamo che il nostro studio possa ispirare lo sviluppo di nuovi metodi per la conservazione degli embrioni umani", ha dichiarato Sun. "La crioconservazione degli embrioni è un approccio ampiamente utilizzato, ma non c'è ancora un consenso su quando gli embrioni crioconservati possano essere scongelati e trasferiti nell'utero", ha aggiunto Sun. "Molti studi clinici hanno dimostrato che il tradizionale trasferimento di embrioni congelati può aumentare il rischio di problemi durante la gravidanza", ha affermato Sun. "Pertanto, è necessario sviluppare metodi alternativi per conservare gli embrioni", ha precisato Sun. Gli studi sulla diapausa potrebbero avere implicazioni a lungo termine per il trattamento del cancro. "Le cellule tumorali dormienti che persistono dopo la chemioterapia assomigliano agli embrioni in diapausa", ha sottolineato Sun. "Di conseguenza, ipotizziamo che approfondire il meccanismo della diapausa possa avere implicazioni positive per il trattamento del cancro e per diminuire le probabilità di recidiva", ha concluso Sun.