Nel Regno Unito è da poco venuto al mondo almeno un bambino con il DNA di tre persone - figlio di una tecnica di fecondazione in vitro studiata appositamente per evitare il passaggio di gravi malattie genetiche dalla madre al neonato. La procedura che si chiama donazione mitocondriale era stata approvata Oltremanica nel 2015 ed è possibile soltanto in una clinica (il Newcastle Fertility Center), dove è somministrata previa una valutazione caso per caso.
Nel 2018 il comitato responsabile, lo Human Fertilisation and Embryology Authority (HFEA), aveva dato il via libera a 30 coppie per questo tipo di trattamento, poi rimandato a causa della pandemia, e ora sul Guardian è arrivata la conferma della nascita dei primi "three-parent babies", bambini con il DNA di tre persone. Fino al mese di aprile 2023 ne sono nati in tutto "meno di 5", ammissione priva di altri dettagli per tutelare la privacy di queste famiglie.
Donazione mitocondriale: in che cosa consiste? Questa variazione delle normali tecniche di fecondazione in vitro prevede la sostituzione del DNA della madre con quello di una donatrice, per scongiurare la trasmissione di malattie mitocondriali, patologie che coinvolgono i mitocondri, organelli cellulari che hanno il compito di produrre energia. Ne esistono a centinaia e sono molto variabili, ma di solito coinvolgono cuore, il fegato, gli occhi, i muscoli, cervello o più di uno di questi organi, tra quelli che richiedono maggiore energia per funzionare.
La maggior parte degli oltre 20mila geni dell'uomo si trova racchiusa nel nucleo di quasi ogni cellula dell'organismo, ma una piccola parte di essi è disseminata in migliaia di mitocondri, con il proprio DNA, che si trovano attorno ai nuclei cellulari. Poiché il DNA mitocondriale è ereditato esclusivamente dalla madre, le donne portatrici di mutazioni dannose nei mitocondri possono trasmettere queste alterazioni e le malattie connesse ai loro figli.
Alcuni bambini possono ereditare soltanto una piccola porzione dei mitocondri mutati e nascere sani, ma altri possono ereditarne di più e soffrire di malattie genetiche per le quali non esistono terapie risolutrici. Si stima che queste patologie genetiche riguardino un bambino ogni 5.000.
Cambio di nucleo. La procedura comporta molteplici passaggi. Gli spermatozoi del padre vengono usati per fertilizzare le cellule uovo della madre e quelle di una donatrice sana. Il nucleo della cellula uovo fertilizzata della donatrice viene rimosso assieme al suo materiale genetico, e sostituito con il nucleo dell'ovulo fecondato della madre, che contiene dunque il materiale genetico della coppia.
L'ovulo fecondato che risulta dopo questi cambi, e che sarà impiantato nell'utero materno, ha il completo set di cromosomi di entrambi i genitori, ma anche i mitocondri sani della donatrice anziché quelli potenzialmente difettosi della madre.
Solo una manciata di geni esterni. Anche se l'embrione risultante ha il materiale genetico di tre persone, soltanto una piccola parte - corrispondente a circa 37 geni - proviene dalla donatrice: la locuzione "three-parent baby" coniata per indicare questi bambini è quindi poco calzante, visto che il 99,8% del DNA dei nuovi nati proviene dai genitori.
Dove si pratica la procedura. La tecnica, che non è esente da rischi - esiste infatti una piccola probabilità che un piccolo numero di mitocondri danneggiati passi inevitabilmente alla cellula uovo della donatrice e all'embrione finale, moltiplicandosi nel corso della gravidanza - è già stata utilizzata in passato negli USA e in Messico su un piccolo numero di casi. Il Regno Unito è l'unico Paese finora ad averla eseguita in un contesto formalmente regolato.
L'incontro e l'unione di due cellule altamente specializzate (i gameti), l'una derivante dall'uomo (lo spermatozoo) e l'altra dalla donna (la cellula uovo), dà origine alla vita, vale a dire allo zigote (uovo fecondato). Gli spermatozoi, emessi con il liquido seminale, sono in quantità variabile da 40 a 120 milioni per cc. Immessi in vagina con l'eiaculazione, viaggiano con movimenti propri, alla velocità di 2/3 millimetri al minuto e devono percorrere una distanza di circa 100/ 150 mm.
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Cominciato con due cellule che si uniscono, questo sorprendente viaggio è una sorta di fabbrica di cellule. Da questa cellula se ne originano due, poi quattro e così via. Fino a 8, sono uguali e indifferenziate (si dicono totipotenti, perché ognuna può originare qualsiasi altra cellula dell'organismo). Si pensi che in 9 mesi questo ammasso, fatto inizialmente di poche cellule, aumenterà di 200 miliardi di volte. Quattro giorni dopo la fertilizzazione siamo solo a 16 cellule (blastomeri) che ancora non sono impiantate nell'utero (nella foto). Si tratta di uno stato di suddivisione chiamato morula per la forma a mora di gelso. Al 14° giorno si prepara l'impianto di quella che ora è chiamata blastula e che è composta da 100-150 cellule.
A sei settimane l'embrione fluttua nel liquido amniotico che lo protegge. È attaccato alla placenta attraverso il cordone ombelicale: da qui riceve i nutrienti e l'ossigeno necessario per il suo sviluppo, ma sono anche eliminati anidride carbonica e rifiuti del metabolismo. La placenta consente il passaggio delle molecole piccole ma non fa passare quelli più grandi come le ematiche, creando un'essenziale difesa. Nel caso per esempio che il bambino abbia una composizione sanguigna incompatibile con quella della madre, potrebbe scattare una risposta immunitaria per espellere il "corpo estraneo". A questo stadio l'embrione misura tra i 13 e i 22 millimetri di lunghezza. Le dita dei piedi e delle mani iniziano a configurarsi e a separarsi.
Nell'ottava settimana di gestazione si sviluppano corpo e arti: anche gli occhi sono già ben distinguibili. Questa data fa da spartiacque tra la fase embrionale e quella fetale: il feto a questo punto è in grado di reagire alla stimolazione intorno alla bocca contraendo i muscoli del collo e volgendo lentamente il capo. Ciò significa che i muscoli contengono fibre nervose: il sistema neurologico ha cominciato a funzionare. In questa fase la differenziazione delle cellule nei vari organi (organogenesi) è molto più importante della crescita in centimetri: a fluttuare nella pancia della mamma è un esserino di 23 millimetri di lunghezza e 1 grammo di peso.
Aggrappato al cordone ombelicale, il feto cresce (6 centimetri di lunghezza per una ventina di grammi, tra la dodicesima e la quindicesima settimana) e comincia a muovere braccia e gambe nella placenta che è già completamente sviluppata. Gli occhi sono formati, ma le palpebre rimangono serrate. All'interno del grembo materno il feto è circondato dal buio totale, anche se è probabilmente in grado di percepire variazioni di luminosità esterna. Alcuni esperimenti hanno rivelato infatti che indirizzando un fascio di luce intensa sull'addome della mamma, il feto si agita e le sue pulsazioni accelerano di 15 pulsazioni al minuto.
Tra la fine del primo trimestre e l'inizio del secondo il feto non sa sopravvivere autonomamente, ma possiede già sistemi e funzioni avanzate.
I dentini si formano all'interno delle gengive, crescono le unghie, costole e vertebre iniziano il processo di ossificazione che consente alle cartilagini di diventare ossa. Nell'immagine le ossa più dure sono quelle più gialle e definite, che sembrano scollegate le une alle altre. In realtà il collegamento c'è, ma è ancora cartilagineo e non visibile. A questo punto dello sviluppo il feto pesa 200 grammi.
Un feto alla diciannovesima settimana di gestazione è coperto da una diffusa lanugine, destinata a scomparire prima del parto: resterà solo quella del cranio. In realtà, alla nascita alcuni bambini sono molto più capelloni di altri. Ciò è dovuto al fatto che durante il sesto mese di gestazione si sviluppano i follicoli piliferi, da cui nascononel corso del settimo nasceranno i capelli. Il ciclo vitale di questa prima chioma finisce in contemporanea e i capelli cadono tutti insieme: se questo avviene mentre è ancora nel grembo materno, il bambino si presenta pelato alla nascita, altrimenti la sua capigliatura sarà relativamente folta. Queste differenze sono comunque dettate da predisposizioni genetiche.
Il viso nel feto si forma molto presto, già a 25 giorni dalla fecondazione, quando dall'embrione, che è poco più di un fagiolo, spuntano tre escrescenze, gli "archi branchiali". Se nei pesci si trasformano in branchie, nei mammiferi, i tre abbozzi si fondono fino a formare fronte, faccia e gola. Solo dopo altre 6-7 settimane la faccia acquista l'aspetto umano: prima dell'ultimo trimestre di gravidanza assume infine i lineamenti caratteristici dell'individuo. Questo feto, alla ventesima settimana, è lungo circa 19 centimetri e pesa 500 grammi: siamo circa a metà del viaggio...
A partire dal sesto mese (qui l'orecchio di un feto alla ventesima settimana), si registrano reazioni da parte del nascituro agli stimoli sonori che lo circondano: il flusso regolare del sangue materno, il ritmo costante del battito cardiaco e la voce della mamma lo cullano durante tutto il tempo della gestazione. Ma non solo. Se dall'esterno provengono rumori troppo forti, il piccolo reagisce con un'accelerazione del battito del cuore e movimenti di gambe e braccia. Il feto è inoltre sensibile alla musica: niente lo tranquillizza più del canto della madre e dell'ascolto di un brano di musica classica, come quella di Mozart e Vivaldi.
Già al quarto mese il sesso del nascituro è evidente: i genitali esterni infatti sono ben riconoscibili all'esame ecografico. Questo feto giunto alla ventiduesima settimana raggiunge i 650 grammi di peso e i 21 centimetri di lunghezza dalla testa al coccige. A questo stadio della gestazione i movimenti del feto sono facilmente percepibili dalla madre. Inoltre il piccolo affina la tecnica che lo porterà alla nascita a succhiare il latte materno: scopre il pollice inizia a succhiarlo. Più tardi, quasi al termine della gravidanza, il feto muove la bocca regolarmente ogni 10-20 secondi, anche nella fasi di sonno profondo: l'allenamento continua...
L'ecografia è una tecnica diagnostica basata sugli ultrasuoni usata per visualizzare l'interno del corpo umano e, nel caso della gravidanza, l'interno dell'utero. Quella bidimensionale consente di vedere l'interno come se fosse una sezione. La nuova ecografia dà invece una visione tridimensionale di quel che accade all'interno della pancia della mamma. Ecco invece un feto, giunto alla ventisettesima settimana e già posizionato per il parto, visto attraverso la risonanza magnetica: dopo la ventottesima, il bambino è in grado di sopportare un parto prematuro.
Nella prossima pagina, le meraviglie dell'ecografia 4D e la vita del nascituro in tempo reale...
Una visione straordinaria nel grembo materno la consente l'ecografia 4D che visualizza l'immagine tridimensionale in movimento e in tempo reale: si vede così il feto che muove le manine, si succhia il dito o gioca con il cordone ombelicale. La visione migliore è possibile dopo la venticinquesima settimana, quando il feto è di medie dimensioni.
Ai raggi X, le sagome dei due gemellini alla trentesima settimana sono evidenti (il loro scheletro è colorato in blu, mentre quello della madre è in rosso e giallo). I parti gemellari sono circa l'1 per cento e i gemelli si distinguono in "identici" (o monozigotici) e "non identici" (o dizigotici).
I primi derivano da un uovo fecondato da uno spermatozoo, mentre nel secondo caso a essere fecondate da due spermatozoi sono due uova diverse. Se i dizigotici, da un punto di vista genetico, si assomigliano non più di due fratelli, i monozigotici rappresentano due copie identiche dello stesso patrimonio genetico.
Qui sotto un video che raccoglie alcune di queste immagini.
