SVILUPPO DEI MAMMIFERI. Embrioni di pipistrello

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Geraldina Leo
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1 SVILUPPO DEI MAMMIFERI Embrioni di pipistrello

MAMMIFERI IL TOPO COME MODELLO VANTAGGI Specie evolutivamente vicina all uomo Facile allevamento Ciclo riproduttivo breve (21gg di gestazione) Ampia conoscenza del genoma

2 MAMMIFERI IL TOPO COME MODELLO VANTAGGI Specie evolutivamente vicina all uomo Facile allevamento Ciclo riproduttivo breve (21gg di gestazione) Ampia conoscenza del genoma Possibilità di manipolazione sperimentale (fecondazione in vitro; produzione di ceppi transgenici, mutanti, knock-out) SVANTAGGI Sviluppo all interno del corpo materno Embriogenesi atipica

3 STRUTTURA DELL UOVO corona radiata zona pellucida uovo

UOVO FECONDATO «Mammalian ova lack any overt

4 UOVO FECONDATO «Mammalian ova lack any overt asymmetries, and their early cleavages are simple and equal, producing a clump of cells called a morula with no discernible up, down, left, right, back, or front. So how does a young mammalian zygote figure out which end is supposed to be the head and which the tail?»

Cause di infertilità Secondo i dati dell Istituto Superiore di Sanità il 35 % dei casi è relativo a fattori femminili riconducibili a: disfunzione ormonale: amenorrea o anovulatorietà fattore uterino

fattore età Il 35 % dei casi è riconducibile a fattori maschili, quali: cause pre-testicolari: ipogonadismo, ridotto livello di testosterone e gonadotropine; cause testicolari: alterazione dei tubuli

6 Cause di infertilità Secondo i dati dell Istituto Superiore di Sanità il 35 % dei casi è relativo a fattori femminili riconducibili a: disfunzione ormonale: amenorrea o anovulatorietà fattore uterino o cervicale: alterazioni di struttura e/o funzione dell utero o della mucosa cervicale; fattore tubarico: ostruzione tubarica bilaterale, per condizioni quali endometriosi e infezioni pelviche; fattore età Il 35 % dei casi è riconducibile a fattori maschili, quali: cause pre-testicolari: ipogonadismo, ridotto livello di testosterone e gonadotropine; cause testicolari: alterazione dei tubuli seminiferi con conseguente dispermia (pregressa, con patologia o idiopatica); cause post-testicolari: ostruzione dei condotti, congenita o acquisita; disfunzione erettile o eiaculazione precoce. Nel 15% dei casi l infertilità è causata da fattori di coppia e nel restante 15% l eziologia rimane sconosciuta (Mazzilli et al., 2015).

7 IntraCytoplasmic Sperm Injection (ICSI) Grado di maturità degli ovociti in base alla presenza del globulo polare: A: vescicola germinale; B: ovocita in MI; C: ovocita in MII

8 Le fasi dell ICSI 1. Controllo e stimolazione dell ovulazione. Gli ovociti si ottengono grazie alla stimolazione farmacologica, con la somministrazione di FSH accompagnata da un monitoraggio del ciclo mestruale con la valutazione dei livelli di estradiolo e con la misurazione ecografica costante dello sviluppo follicolare nelle ovaie. Una volta stabilito che i livelli ormonali e che il numero e la dimensione dei follicoli sono adeguati, si avvia la maturazione degli ovociti attraverso l iniezione dell ormone LH (luteostimolante). 2. Fecondazione in vitro. 36 ore dopo la somministrazione di LH, il ginecologo ottiene gli ovociti, mediante una puntura dei follicoli che li contengono, con controllo ecografico vaginale. Gli ovociti si manterranno alcune ore nel mezzo di coltura, mentre il seme viene opportunamente preparato. Infine il biologo seleziona uno spermatozoo lo inserisce nel citoplasma di un ovocita, utilizzando un micromanipolatore collegato ad un microscopio. Questa fase deve ripetersi per ciascuno degli ovociti disponibili. Il giorno dopo si valuterà quanti ovociti siano stati fecondati. 3. Trasferimento. Tra il primo ed il terzo giorno, gli zigoti si dividono fino a raggiungere il giusto stadio per essere trasferiti nell utero materno. si selezionano due o tre embrioni che vengono introdotti, in un sottile catetere. Il catetere che sarà canalizzato dal ginecologo, sotto supervisione ecografica addominale, nella parte più alta dell utero, dove infine verranno depositati gli embrioni. 4. Crioconservazione. Gli embrioni che non sono trasferiti vengono congelati in azoto liquido (crioconservazione) e, una volta catalogati, sono riposti nella banca del seme.

9 Diagnosi genetica preimpianto Biopsia partendo da sinistra di: globulo polare; blastomero; cellule del trofoblasto (Modificata da

asincrone Attivazione precoce genoma zigotico: Prodotti di geni paterni rilevabili

10 MAMMIFERI EUTERI SEGMENTAZIONE UOVO ISOLECITICO SEGM. OLOBLASTICA ROTAZIONALE I divisione meridiana II divisione mista Divisioni lente e asincrone Attivazione precoce genoma zigotico: Prodotti di geni paterni rilevabili fin dalla seconda divisione Inibitori sintesi proteica e mutazioni hanno effetti letali precoci Differenziamento precoce

11 La compattazione III divisione compattazione MECCANISMI EP-caderina tight e gap junctions EP-Caderina EP-Caderina

12 Morula e Blastocisti IV divisione e segg. Morula Cavitazione Blastocisti Nodo embrionale embrione + parte degli annessi embrionali Cellule esterne Trofoblasto corion (parte embrionale della placenta)

13 Fuoruscita della blastocisti dalla zona pellucida proteasi di membrana

(integrine) Secrezione di proteasi BLASTOCISTI

14 Impianto della blastocisti Contatto con la parete uterina Impianto MECCANISMI Molecole di adesione (integrine) Secrezione di proteasi BLASTOCISTI TROFOBLASTO EPITELIO UTERINO CAVITA DELLA BLASTOCISTI NODO EMBRIONALE

15 Formazione dell ipoblasto Delaminazione del nodo embrionale: Epiblasto Ipoblasto Amniogenesi per cavitazione dell epiblasto Estensione dell ipoblasto con formazione del lecitocele secondario

16 Sviluppo umano

17 Impianto MECCANISMI Proteolisi Adesione cellulare Fusione cellulare

18 Impianto Nei mammiferi la formazione degli annessi extraembrionali (amnios e corion) precede quella dei foglietti embrionali

19 Blastocisti

20 Mappa dei territori presuntivi

21 Gastrulazione Formazione della stria primitiva (simile allo sviluppo degli uccelli) Ingressione attraverso il nodo di Hensen e la stria primitiva MECCANISMI Adesività differenziale Motilità cellulare (citoscheletro)

22 Sviluppo umano

23 Sviluppo umano

24 Placenta

25 1. Umbilical cord 2. Amnion 3. Chorionic plate 4. Intervillous space (maternal blood) 5. Basal plate 6. Cotyledon 7. Villus 1. Cotyledon 2. Cut edge of the amnion 3. Umbilical cord 4. Decidua with the compact layer after the release of the placenta

La placenta Organo vitale durante lo sviluppo, ma transitorio Le funzioni canoniche sono: Scambio di nutrienti e gas Funzioni endocrine (progesterone, serotonina) Protezione

27 La placenta Organo vitale durante lo sviluppo, ma transitorio Le funzioni canoniche sono: Scambio di nutrienti e gas Funzioni endocrine (progesterone, serotonina) Protezione immunitaria In carenza di nutrienti, si autodegrada per rifornire l embrione di sostanze nutritive Disfunzioni della placenta possono essere associate a depressione, o addirittura autismo

28 Neurulazione Piastra neurale Pieghe neurali Tubo neurale MECCANISMI Adesività differenziale Motilità cellulare Morte cellulare

29 Differenziamento del sistema nervoso centrale 3 vescicole primarie 5 vescicole secondarie Proliferazione e migrazione cellulare

30 Difetti del tubo neurale Mancata chiusura del neuroporo anteriore (anencefalia) Mancata chiusura del neuroporo posteriore (spina bifida)

31 Fertilization and Development Interactions Animation Fertilization and Development

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