Intervista con Han Yibing: i tassi di infertilità aumentano di anno in anno. Quali sforzi hanno compiuto scienziati e medici per risolvere i problemi di fertilità umana?

Introduzione:

Negli ultimi anni l'infertilità è diventato un argomento di grande attualità e molte coppie sposate si trovano ad affrontare il dilemma di non poter avere figli. Perché sta succedendo questo? Quale ruolo avrà la tecnologia di riproduzione assistita nella risoluzione dei problemi riproduttivi umani?

In questo numero abbiamo invitato il professor Han Yibing dell'ospedale Kiang Wu di Macao. Il professor Han è impegnato principalmente nella ricerca e nel lavoro clinico nel campo della biologia riproduttiva e ha acquisito notevoli competenze nella fecondazione in vitro, nella microiniezione e nell'isolamento e nella coltura delle cellule staminali.

Domanda: Insegnante Han, può spiegarci come avvengono l'impianto e lo sviluppo dell'embrione in circostanze normali?

Han Yibing: In circostanze normali, gli ovuli di una donna vengono rilasciati dalle ovaie, passano attraverso le tube di Falloppio ed entrano nell'ampolla delle tube di Falloppio. In questo momento, attraverso il rapporto sessuale, gli spermatozoi raggiungono l'ampolla e fecondano l'ovulo, che a sua volta scenderà dall'ampolla nella cavità uterina. Ci vogliono circa quattro o cinque giorni affinché l'embrione si impianti dalla tuba di Falloppio alla cavità uterina.

Fattori che influenzano l'impianto dell'embrione

D: Secondo le statistiche dell'Organizzazione Mondiale della Sanità, circa il 17,5% degli adulti soffre di infertilità. Quali sono i fattori che influenzano l'impianto dell'embrione?

Han Yibing: Il tasso di infertilità rilevato dall'Organizzazione Mondiale della Sanità è attualmente in continuo aumento. In realtà, le cause dell'infertilità sono molteplici.

Una delle cause sono i problemi di impianto dell'embrione, che sono responsabili di meno della metà dei casi di infertilità. In realtà, l'infertilità è dovuta principalmente all'ovulazione e la percentuale di infertilità maschile è pari al 30%-40%.

Domanda: In quale percentuale i fattori maschili e femminili svolgono rispettivamente un ruolo?

Han Yibing: È difficile stimare la percentuale effettiva. Sono diversi i fattori che incidono sull'infertilità e molte delle cause sono sconosciute. Utilizzando i metodi attuali per determinare se una donna ha problemi di ovulazione si può ottenere una risposta chiara. Tuttavia, è difficile giudicare l'impianto dell'embrione perché si tratta di una "scatola nera".

Per quanto riguarda la questione dell'impianto dell'embrione, fondamentalmente dipende dal fatto che si sia incinta o meno. Se sei incinta, puoi controllare l'impianto dell'embrione in base allo spessore dell'endometrio. Negli ultimi anni sono emersi alcuni metodi di screening genetico per la ricettività endometriale, ma si tratta di diagnosi prospettiche e sperimentali. Attualmente non esiste una tecnologia diagnostica certa che dimostri che l'infertilità è un problema di impianto dell'embrione. Attualmente, risolvere il problema dell'impianto degli embrioni e migliorare il tasso di successo della fecondazione in vitro è ancora un compito molto arduo.

L'ostruzione dell'impianto dell'embrione è clinicamente nota come fallimento ricorrente dell'impianto. I pazienti con ripetuti fallimenti di impianto rappresentano il gruppo di pazienti maggiormente influenzato dal tasso di successo della fecondazione in vitro. La percentuale di successo della fecondazione in vitro non è del 100%. In pratica, il tasso di successo in tutto il mondo è di circa il 50%.

Il restante 50% dei pazienti deve affrontare il problema del fallimento dell'impianto dell'embrione dopo il trapianto. Questi pazienti possono presentare disturbi nell'impianto dell'embrione o morte prematura dell'embrione. Attualmente la tecnologia di riproduzione in vitro ha compiuto notevoli progressi. Viene utilizzato per verificare se l'embrione ha potenziale di sviluppo e per utilizzare la coltura di blastocisti per prolungare il tempo di coltura in vitro e migliorare la qualità dell'embrione. Tuttavia, il tasso di gravidanza non riesce ancora a raggiungere il 100%. La differenza nel tasso di gravidanza risiede nella recettività dell'endometrio.

D: Ci sono ancora molti problemi difficili in questo campo che dobbiamo superare, e ci sono ancora molti problemi clinici che devono essere risolti da scienziati e medici.

Lo sviluppo della tecnologia di riproduzione assistita

D: Quando si parla di infertilità, si menziona sicuramente la tecnologia di riproduzione assistita. Questa tecnologia è ormai giunta alla terza generazione. Puoi presentare le caratteristiche di ciascuna di queste tre generazioni di tecnologia?

Han Yibing: La prima, la seconda e la terza generazione di riproduzione assistita sono tutte espressioni colloquiali utilizzate dal grande pubblico. In termini scientifici, non sono standardizzati. La prima, la seconda e la terza generazione di tecnologie di riproduzione assistita non sono tecnologie in continua evoluzione nel tempo. La prima generazione di bambini in provetta (tecnologia) si riferisce ora alla comune tecnologia di fecondazione in vitro (FIV).

La seconda generazione della tecnologia dei bambini in provetta è quella dell'iniezione intracitoplasmatica dello sperma. Tra queste due tecnologie, la fecondazione in vitro è in effetti precedente alla tecnologia di iniezione dello sperma di seconda generazione, ma ormai entrambe le tecnologie sono in uso. Hanno indicazioni diverse e ciò non significa che la seconda generazione sia migliore della prima. ,

La cosiddetta tecnologia di fecondazione in vitro di terza generazione si riferisce alla diagnosi preimpianto degli embrioni, utilizzata nei pazienti affetti da malattie genetiche. La prima generazione di tecnologia di fecondazione in vitro viene utilizzata per fecondare in vitro lo sperma di pazienti maschi con sperma normale. Vale a dire che l'ovulo e lo spermatozoo vengono messi insieme e lasciati fecondare autonomamente. La scelta dell'ovulo che verrà fecondato avverrà in modo naturale.

Per trattare un numero insufficiente di spermatozoi viene utilizzata la tecnologia di iniezione intracitoplasmatica dello spermatozoo di seconda generazione. Elaboriamo lo sperma in vitro e poi lo reinseriamo nel corpo.

Quando la motilità degli spermatozoi è debole o non soddisfa gli standard, sono necessari alcuni mezzi ausiliari. Solitamente utilizziamo un ago per iniettare selettivamente lo sperma nell'ovulo. A questo punto gli spermatozoi non sono più competitivi.

Poiché le tre tecnologie hanno indicazioni diverse, attualmente vengono utilizzate contemporaneamente.

Contributi di scienziati e medici

D: Nel campo della riproduzione assistita, molti scienziati in patria e all'estero hanno dato importanti contributi. Ad esempio, Zhang Mingjue, Robert Edwards, Zhang Lizhu e altri, puoi presentare brevemente i loro contributi?

Han Yibing: Il contributo principale del professor Zhang Mingjue è stato la creazione di topi e conigli in provetta e la scoperta del fenomeno della capacitazione degli spermatozoi. Ma ora la ricerca ha scoperto che nel processo di fecondazione sono coinvolti anche altri fattori molecolari. Sebbene il concetto di capacitazione degli spermatozoi sia ormai obsoleto, il signor Zhang Mingjue ha scoperto che dopo essere stati trattati con un certo metodo, gli spermatozoi si trovano in uno stato che lui ha definito capacitazione. La fecondazione può avvenire solo quando lo spermatozoo e l'ovulo capacitati si uniscono. Questa è una scoperta epocale.

Il professor Edwards era un embriologo a Cambridge, in Inghilterra. Il suo contributo più importante fu la nascita della prima bambina nata in provetta, Louise Brown, il 25 luglio 1978.

Prelevò gli ovuli tramite laparoscopia, li fecondò in vitro e rimise l'embrione nella tuba di Falloppio il primo giorno della fecondazione. Sebbene l'operazione in vitro sia durata solo un giorno, ha risolto il problema delle tube di Falloppio ostruite della madre di Louise Brown e alla fine è nato il bambino in provetta. Ha vinto il premio Nobel per la fisiologia nel 2010.

Il professor Zhang Lizhu è ostetrico e ginecologo presso il Terzo Ospedale dell'Università di Pechino. Nel 1988 diede alla luce con successo il primo bambino cinese nato in provetta. Sebbene l'intero processo di invenzione copiasse le esperienze straniere, superò numerose difficoltà.

All'epoca esistevano barriere tecniche e non avevamo la possibilità di studiare all'estero, ma sapevamo che questo approccio era fattibile. Si dice che sia stata lei stessa a macinare gli aghi per il prelievo delle uova. Ha superato molte difficoltà, tra cui il fatto che molti dei nostri reagenti, strumenti e attrezzature erano di produzione nazionale. In tali circostanze, nel 1988 nacque il primo bambino in provetta nel nostro Paese, Zheng Mengzhu. Ciò è davvero notevole.

Lavoro di frontiera nel campo della medicina riproduttiva in Cina

Domanda: In Cina ci sono molti studiosi che hanno svolto un lavoro all'avanguardia nel campo della medicina riproduttiva. Puoi presentarli brevemente?

Han Yibing: La Cina è arrivata tardi nel campo della riproduzione assistita. Sebbene il nostro primo bambino in provetta sia rimasto indietro di dieci anni rispetto al resto del mondo, molte delle nostre tecnologie sono attualmente più avanzate. Ad esempio, la diagnosi preimpianto degli embrioni (tecnologia di fecondazione in vitro di terza generazione).

La terza generazione di bambini in provetta (tecnologia) si divide in diverse tipologie. Una è la diagnosi preimpianto PGT-A sui cromosomi, un'altra è PGT-M per le malattie monogeniche e l'ultima è PGT-P per le malattie multigeniche.

PGT-A

PGT-M

PGT-P

La PGT-A per le anomalie cromosomiche è stata utilizzata per la prima volta su larga scala all'estero e anche il nostro Paese ha svolto molto lavoro sulla PGT-A. La prima cosa che ha fatto il nostro Paese è stata la PGT-P, ovvero la diagnosi multigenica. Ad esempio, l'anno scorso il professor Huang Hefeng ha condotto uno studio sui neonati di famiglie affette da diabete. Il team del professor Huang ha individuato un gene specifico in un neonato appartenente a una famiglia diabetica, riducendo notevolmente il rischio che il bambino sviluppi il diabete.

L'accademico Huang Hefeng tiene in braccio un neonato in provetta affetto da diabete a basso rischio

La seconda è la tecnologia PIMS (Embrionary PIMS), ovvero lo screening della metilazione per la diagnosi preimpianto degli embrioni, che è anche la prima tecnologia sviluppata nel nostro Paese. È diverso dai tre tipi di PGT sopra menzionati. Viene utilizzato per diagnosticare cambiamenti epigenetici nel DNA embrionale. L'epigenetica non riguarda la sequenza del DNA, né implica modifiche in singoli geni o geni multipli. Comporta solo alcuni cambiamenti nella metilazione del DNA. La modifica del DNA avviene tramite AGCT. Tutti gli AGCT sono uguali, ma le loro condizioni di metilazione sono diverse. Alcune sono metilate, altre no. Utilizzando la tecnologia PIMS inventata dal professor Chen Zijiang e dal professor Liu Jiang, il tasso di successo della fecondazione in vitro può essere aumentato fino a oltre l'80% attraverso la diagnosi delle modifiche epigenetiche.

La terza tecnologia relativamente avanzata nel nostro Paese è la diagnosi preimpianto non invasiva inventata dal professor Xie Xiaoliang. Raccoglie il terreno di coltura della blastocisti e analizza il DNA nel terreno di coltura. Dopo averlo unito, può rappresentare il livello del DNA dell'embrione. Questa diagnosi non invasiva è stata effettuata anche nel nostro Paese.

**D: **Attualmente, nel nostro Paese ci sono davvero molti studiosi che hanno svolto un lavoro all'avanguardia nel campo della medicina riproduttiva.

Che cosa è la tecnologia Three-Parent Baby?

D: All'inizio di quest'anno, nel Regno Unito è nato un bambino con tre genitori. Grazie alla sostituzione mitocondriale è nato un bambino sano. Puoi spiegare in cosa consiste questa tecnologia?

Han Yibing: L'espressione "bambino con tre genitori" si riferisce principalmente alla fonte del DNA. Sappiamo che i bambini in provetta hanno un padre e una madre. Il padre rappresenta un genitore per un gene e la madre rappresenta un genitore per un gene. Rappresenta il DNA nel nucleo dell'ovulo, e l'ovulo stesso contiene un mitocondrio. I mitocondri sono un tipo molto speciale di organelli che forniscono nutrienti per la respirazione cellulare nel corpo umano.

Nei mitocondri c'è del DNA e i nostri mitocondri sono tutti di origine materna. Che si tratti di un maschio o di una femmina, il DNA è DNA materno, quindi i bambini con tre genitori sono destinati alle pazienti di sesso femminile affette da malattie mitocondriali. Gli ovuli rilasciati da questi pazienti non possono svilupparsi in embrioni dopo la fecondazione a causa di malattie mitocondriali e i mitocondri non riescono a fornire nutrienti sufficienti per lo sviluppo dell'embrione. Per realizzare il sogno di queste pazienti di diventare madri, gli embriologi cercano di iniettare i mitocondri di donne sane negli ovuli di madri affette da malattie mitocondriali. Quando lo spermatozoo entra nell'ovulo, l'ovulo fecondato contiene DNA proveniente da tre fonti, formando un embrione, che compensa la disfunzione mitocondriale e crea quindi un bambino con tre genitori.

Consigli sulla riproduzione assistita per le coppie sterili

D: Quali fattori dovrebbero considerare le coppie sterili quando si sottopongono a riproduzione assistita? In qualità di esperto clinico, quali suggerimenti puoi darmi?

Han Yibing: I pazienti che desiderano ricorrere alla fecondazione in vitro devono innanzitutto avere una conoscenza generale delle cause dell'infertilità. Per effettuare la fecondazione in vitro utilizzeremo mezzi mirati. Alcune persone pensano che "visto che facciamo comunque la fecondazione in vitro, non ci interessa il motivo", il che non è scientifico.

Ad esempio, a volte le pazienti hanno solo bisogno di assumere qualche medicinale per rimanere incinte in modo naturale, senza dover ricorrere alla fecondazione in vitro. Pertanto, dobbiamo sapere se si tratta di un fattore maschile o femminile.

Se è un fattore femminile, allora è un fattore ovarico, un fattore delle tube di Falloppio o un fattore endometriale? È correlato a fattori genetici? Se sono presenti fattori genetici, è necessaria una diagnosi genetica. In caso contrario, è possibile abbandonare il metodo di diagnosi genetica e ricorrere direttamente alla fecondazione in vitro.

La tecnologia del servizio di fecondazione in vitro che forniamo attualmente sta diventando sempre più naturale e prevede meno interventi possibili, meglio è.

Questo articolo è un lavoro supportato dal Science Popularization China Starry Sky Project

Squadra: Deep Science

Revisore: Yu Qi, primario, centro di endocrinologia ginecologica e riproduttiva, Peking Union Medical College Hospital, Accademia cinese delle scienze mediche

Prodotto da: Associazione cinese per la scienza e la tecnologia Dipartimento di divulgazione scientifica

Produttore: China Science and Technology Press Co., Ltd., Pechino Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.