Medicina della Procreazione Medicalmente Assistita

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1 Medicina della Procreazione Medicalmente Assistita Antonino Forabosco, professore dell Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, direttore del dipartimento di Genetica Medica al Policlinico di Modena Un po di storia Gli interventi per risolvere il problema della sterilità di coppia non sono ovviamente un fenomeno dei nostri giorni; le tecniche oggi utilizzate sono infatti il risultato di una serie di tappe. Eccone alcune. Le prime notizie di tecniche di fecondazione assistita risalgono a John Hunter che, in una memoria scritta del 1776, riferisce di una gravidanza riuscita mediante inseminazione artificialmente con seme del marito affetto da una deformazione peniena e al 1785 quando Thouret riesce a rendere gravida la moglie mediante l iniezione intravaginale del proprio liquido seminale. Nel 1866 James Marion Sims, grande ginecologo statunitense, pubblica il primo trattato sulla sterilità dove, sommerso dall'unanime riprovazione dei colleghi, rende noto di aver ottenuto un successo su 55 iniezioni dello sperma nell'utero. Nel 1883 il francese De Lajatre tenta di emulare Sims ma viene condannato dal tribunale civile di Bordeaux e appena due anni dopo la facoltà di medicina di Parigi fa bruciare la sua tesi di laurea. Tuttavia dello stesso anno è la nascita, in Francia, della Società per la pratica dell inseminazione artificiale. Nel 1884, in Inghilterra, Pancoast realizza la prima documentata inseminazione eterologa (AID) seguito nel 1887 in Italia da Paolo Mantegazza. All'epoca si pensava che l'ovulazione avvenisse alla fine delle mestruazione, perciò si tendeva a iniettare il liquido seminale proprio in quel momento, con ovvi insuccessi. Gli studi di Ogino e Knauss dimostreranno in seguito il momento dell'ovulazione e chiariranno il momento migliore per la l inseminazione. Il S. Uffizio nel 1897 dichiara Non licet!' alla inseminazione artificiale. Fino al 1927 vengono registrati 88 casi di inseminazione artificiale, tecnica che dopo il 1930 si diffuse rapidamente, in particolare nei paesi anglosassoni. Negli anni Venti e Trenta vengono scoperti e studiati i principali ormoni della fertilità, come le gonadotrophine ipofisarie follicolostimolanti (FSH) e luteostimolanti (LH), la follicolina (ESTROGENI) e la luteina (PROGESTERONE). È, inoltre, scoperta nell urina della donna la gonadotropfhina chorionica (HCG) e ideati i primi test biologici per la determinazione del test di gravidanza, prima sui conigli e poi sulle rane. Inizia anche la terapia ormonale, utilizzando estratti di ghiandole endocrine di animali (maiali o cavalli) o 1

2 addirittura impianti sottocutanei di ipofisi equine per la cura delle malattie disendocrine e degli ipopituturismi. Le procedure di inseminazione artificiale assumono carattere di metodica scientifica, in Italia, con le relazioni dell'alfieri e del Tesauro ai congressi di ginecologia rispettivamente nel 1923 e Quella con seme del marito (fecondazione omologa) diventa pratica routinaria e alla fine della II Guerra Mondiale, la stampa diffonde la notizia che molti soldati alleati (americani in particolare) hanno inviato dal fronte il seme per la fecondazione artificiale della moglie, e che oltre bambini erano già nati in questo modo. Non si sa ancora come il seme venisse inviato, forse tenuto in fresco in semplici borse termiche, perché solo alla fine degli ani Sessanta si scoprìe come congelare e conservare correttamente il liquido seminale. Nella storia della criobiologia della riproduzione la vera svolta è data dalla scoperta, da parte di Rostand del ruolo protettore del glicerolo, che ha permesso periodi sempre più lunghi di conservazione e un recupero sempre migliore di spermatozoi mobili. Nel 1951 nasce il primo vitello da una mucca inseminata da Stewart con sperma congelato in CO2 a -78 C mentre il primo concepimento umano utilizzando spermatozoi congelati col metodo del ghiaccio secco venne descritto da Scherman nel 1953, che, tra il 1962 e il 1972, introdusse la crioconservazione in azoto liquido. Vengono così istituite le prime Banche del Seme. Il massimo della tecnologia era effettuare inseminazioni intracervicali o intrauterine utilizzando lo split-ejaculate (prima frazione di liquido seminale eiaculato, più concentrata di spermatozoi), si inizia poi con il lavaggio degli spermatozoi, la filtrazione con lana di vetro, l'uso di terreni albuminati per la capacitazione degli spermatozoi e varie tecniche per migliorare la capacità fecondante dei gameti maschili. Negli anni Cinquanta, grazie all opera dello scienziato isdraeliano Bruno Lunelfeeld e dell italiano Donini, l Industria Farmaceutica Serono mette in commercio, prima nel mondo, le gonadotropine HMG estratte dalle urine delle donne in menopausa, dando una svolta decisiva alla terapia dell anovulatorietà e all induzione della poliovulazione controllata, tecnica terapeutica essenziale nei programmi di fecondazione artificiale soprattutto se extracorporea. La fecondazione in vitro vera e propria seguita dal trasferimento del suo prodotto (embryo-transfer) inizia nel 1958 quando i ricercatori McLaren e Biggers riescono a dimostrare che alcuni blastocisti di ratto, coltivati in vitro, una volta impiantati in utero di una madre adottiva, si sviluppano fino a diventare ratti adulti, normali e fertili. Già nel 1968, infatti, Steptoe è in grado con la tecnica della laparoscopia di giungere nella pelvi femminile, evidenziare i follicoli ovarici e, pungendoli, estrarne gli ovociti maturi grazie ad uno speciale sistema vacum da lui ideato e fu per questo che il biologo Edwards e il ginecologo Steptoe iniziano quella proficua collaborazione che poi, il 26 luglio del 1978, porta alla nascita di Louis Brown, primo essere umano venuto al mondo grazie alle tecniche di fertilizzazione extracorporea di ovociti recuperati per aspirazione follicolare. Da quel giorno a oggi sono più di due milioni le nascite di bimbi concepiti in vitro, soprattutto nei Paesi Occidentali. Nel 1982 viene data la notizia della prima gravidanza ottenuta con embrioni congelati e nel 1984 del primo GIFT (trasferimento intratubarico dei gameti) per via laparoscopica. La tecnica viene accettata in tutto il mondo scientifico mondiale ed anche dagli studiosi di etica cattolica e scuole come quelle del Policlinico Gemelli. 2

3 Il 18 maggio1984 nasce a Palermo il primo bambino tutto italiano da FIVET. Tra il 1984 ed il 1990 il prelievo ovocitario per via laparoscopica viene man mano sostitutito da quello con tecnica ecografia inizialmente, nel 1981 per via transaddominale a mano libera, poi con l ausilio di più sicure ecoguide ed infine per via transvaginale. L avvento della metodologia di prelievo ecografico vaginale è stato sicuramente il passo vincente per rendere la tecnica della fecondazione artificiale extra corporea molto più facile, meno pericolosa e, soprattutto, accettata dalle donne. Nel 1986, Devroey e colleghi pubblicano su Lancet un articolo dal titolo Pregnacy in a patient with sperm antibodies in cui annunciano la messa a punto della tecnica ZIFT (Zygote IntraFalloppian Transefer). E' una diretta conseguenza della Gift e consiste nel trasferire lo zigote, invece dei gameti. Quando l'embrione trasferito in tuba supera le 2 cellule non è più uno zigote, pertanto si parla di TET (Tubal Embryo Transefer). Tra il 1988 e il 1992 si incominciano a usare metodi di fertilizzazione basati su differenti tecniche di micromanipolazione dei gameti grazie all uso di potenti microscopi e di sofisticati micromanipolatori, allo scopo di facilitare quanto più possibile la penetrazione degli spermatozoi infertili attraverso la zona pellucida. Le tecniche usate sono state per prima la sezione parziale della zona pellucida (PZD) e poi l iniezione subzonale degli spematozoi (SUZI), che ha rappresentato certamente un passo in avanti rispetto alla PZD, perché comporta l introduzione delle cellule nemaspermiche appena al di sotto della superficie esterna dell ovocita, affiniché esse possano più facilmente penetrare nell ooplasma. Questo metodo è stato coronato da molto successo, offrendo per la prima volta a uomini con gravi alterazioni del liquido seminale l opportunità di divenire padri di bambini geneticamente propri. Tuttavia, mentre in Italia si fa un gran parlare dei due casi di gravidanza ottenuta in donne ultrasessantenni, Gianpiero Palermo, giovane medico pugliese mette a punto nel 1992, anche se quasi per errore, la fecondazioni tramite iniezione di spermatozoi direttamente nel citoplasma degli ovuli (ICSI) che ha dato la svolta decisiva alla risoluzione di molti casi di sterilità maschile prima irrisolvibili. Nel luglio 1996 nasce Dolly, la pecora ottenuta per clonazione da un progetto di Jan Willmut del Roslin Institute di Edimburgo e Louise Brown ha partorito, con un concepimento naturale, una figlia. Oggi siamo quindi alla seconda generazione dei figli della provetta. Le tecniche In accordo con le Linee Guida emanate dal Ministero della Salute, ai sensi della legge 40 ex art. 7, sotto la definizione di procreazione medicalmente assistita sono compresi quel insieme di interventi medici finalizzati a dare inizio a una gravidanza e che si concretizzano in una gamma di opzioni terapeutiche di varia complessità e diverso grado di invasività sia tecnica che psicologica sulla coppia. Possono essere suddivise in tre livelli. Si considerano tecniche di I Livello quelle eseguibili in anestesia locale: inseminazione sopracervicale in ciclo naturale, eseguita utilizzando tecniche di preparazione del liquido seminale; 3

4 induzione dell ovulazione multipla associata ad inseminazione sopracervicale, eseguita utilizzando tecniche di preparazione del liquido seminale; Si considerano tecniche di II Livello quelle eseguibili in anestesia locale e/o sedazione profonda: fecondazione in vitro e trasferimento dell embrione (FIVET); iniezione intracitoplasmatica dello spermatozoo (ICSI); prelievo testicolare dei gameti (prelievo percutaneo o biopsia testicolare); trasferimento intratubarico dei gameti maschili e femminili (GIFT), zigoti (ZIFT) o embrioni (TET) per via transvaginale ecoguidata o isteroscopica. Si considerano infine tecniche di III Livello quelle che necessitano di anestesia generale con intubazione: prelievo microchirurgico di gameti dal testicolo; prelievo degli ovociti per via laparoscopica; trasferimento intratubarico dei gameti maschili e femminili (GIFT), zigoti (ZIFT) o embrioni(tet) per via laparoscopica. Le inseminazioni con o senza induzione multipla dell'ovulazione consistono nel trasferimento degli spermatozoi in utero (IUI), in peritoneo (IPI), oppure mediante perfusione tubarica (FSP). Comportano una moderata stimolazione farmacologica della crescita follicolare multipla e controlli ecografici e dosaggi ormonali per seguire l andamento della follicologenesi. In coincidenza dell ovulazione, al partner maschile viene richiesta la produzione di un campione seminale, i cui spermatozoi, dopo opportuno trattamento, vengono trasferiti. La fecondazione in sede extracorporea (in vitro) e il successivo trasferimento in utero dell embrione nelle prime fasi di sviluppo (FIVET) sono una procedura molto diffusa che consente il trattamento di diverse disfunzioni riproduttive sia di tipo maschile che femminile. Consiste di una serie di azioni che in sequenza prevedono : la stimolazione farmacologica della crescita follicolare multipla mediante farmaci induttori dell ovulazione ed il controllo ecografico e/o dosaggio di estradiolo della risposta ovarica a tale terapia; il prelievo degli ovociti (dopo circa ore dalla stimolazione) per semplice aspirazione tramite un ago fatto penetrare, sotto controllo ecografico, attraverso la parete vaginale,. preparazione del campione di liquido seminale e scelta degli ovociti; fecondazione in vitro ponendo a contatto ovociti e spermatozoi per un periodo di circa ore. verifica dell avvenuta fecondazione di ciascun oocita. In genere il 60-70% degli ovociti si feconda, con notevoli variazioni da caso a caso, 4

5 la coltura degli ovociti fecondati per ulteriori ore, nel corso delle quali essi procedono nelle primissime fasi dello sviluppo, andando incontro alle prime 2-3 divisioni cellulari trasferimento in utero degli embrioni con adeguate caratteristiche morfologiche e dal ritmo di divisione cellulare Requisiti per l ammissione alla FIVET sono: 1. patologia tubarica acquisita o congenita (precedente gravidanza ectopica, precedenti aborti tubarici, anamnesi positiva per flogosi pelvica, interventi chirurgici sulla pelvi); 2. infertilità maschile di grado moderato: quando il trattamento medico chirurgico o inseminazioni intrauterine non hanno dato risultati o sono stati giudicati non appropriati; 3. endometriosi di III o IV grado; 4. endometriosi se la chirurgia o le inseminazioni intrauterine non hanno dato risultati o sono state giudicate non appropriate; 5. infertilità inspiegata se il trattamento precedente (es: cicli di inseminazione) non ha dato risultati o è stato giudicato non appropriato; 6. seme crioconservato in relazione alla qualità seminale successiva allo scongelamento. La microiniezione intracitoplasmatica dello spermatozoo o ICSI (IntraCytoplasmic Sperm Injection) è una tecnica messa a punto per scopi clinici nella prima metà degli anni Novanta che ha fornito una soluzione alla grande maggioranza dei problemi di infertilità maschile. Comporta l iniezione di un singolo spermatozoo all interno dell ovocitoe viene applicata nei casi in cui le caratteristiche del seme non sono compatibili con la normale tecnica di inseminazione, o a seguito di un precedente trattamento FIVET risoltosi in una mancata fertilizzazione. A parte la specifica modalità di inseminazione, tutte le altre fasi sono identiche a quelle del trattamento FIVET. Indicazioni per la ICSI sono 1. infertilità maschile di grado severo; 2. azoospermia ostruttiva e secretiva (spermatozoi testicolari o epididimari); 3. mancata o ridotta fertilizzazione in precedenti cicli di fertilizzazione in vitro (FIV); 4. ovociti scongelati; 5. ridotto numero di ovociti; 6. seme crioconservato in relazione alla qualità seminale successiva allo scongelamento. Il trasferimento intratubarico di gameti o embrioni o GIFT (Gamete Intra - Fallopian Transfer) prevede la stimolazione della crescita follicolare multipla e il contemporaneo trasferimento di ovociti e spermatozoi all interno del lume della tuba. In questo caso la fecondazione avviene nella tuba, piuttosto che in laboratorio. Gli svantaggi sono dovuti soprattutto alla necessità di un intervento laparoscopico per trasferire ovociti e spermatozoi nella tuba e all impossibilità di osservare direttamente l avvenuta fecondazione. 5

6 Il trasferimento intratubarico di zigoti o embrioni (ZIFT TET ) prevede: prelievo degli ovociti per via transvaginale ecoguidata; fecondazione in vitro degli oociti; trasferimento intratubarico degli zigoti o degli embrioni per via laparoscopica o transvaginale (ecoguidata o isteroscopica). Il prelievo di gameti dal testicolo (PESA - Percutaneous Epididymal Sperm Aspiration - TESA Percutaneous Testicular Sperm Aspiration) prevedono il recupero di spermatozoi rinvenuti, anche se in numero spesso molto esiguo, nel testicolo o nell epididimo, tecnica di recupero di spermatozoi tramite un ago inserito attraverso la cute. Gli spermatozoi ottenuti sono poi iniettati negli ovociti tramite la tecnica di microiniezione (ICSI). Il prelievo dei gameti maschili può essere praticato anche con metodiche diverse in relazione alle cause di sterilità maschile quali il prelievo urinario post-coitum (eiaculazione retrograda), il prelievo transuretrale dopo elettrostimolazione e massaggio prostatico (aneiaculazione). L eterologa Il termine eterologo sebbene sia ora di uso comune, è un neologismo che indica una fecondazione è avvenuta con gameti provenienti da soggetti non facenti parte della coppia. Il termine più appropriato è quello di donazione di gameti, sia maschile che femminile. La legge italiana 40/2004 riconosce come giuridicamente valida solo fecondazioni con gameti provenienti da coppie regolarmente sposate o conviventi, chiamando questa fecondazione omologa, vieta pertanto il ricorso a tecniche di procreazione medicalmente assistita di tipo eterologo. Le patologie delle coppie che ricorrono alla procreazione medicalmente assistita Ricorrono alla procreazione medicalmente assistita le coppie che hanno problemi riproduttivi derivanti dalla sterilità e dall infertilità, e le coppie che pur non avendo difetti riproduttivi appartengono a famiglie nelle quali è presente una grave malattia genetica. In Italia la legge 40 del 2004 riserva tuttavia il ricorso alla fecondazione medicalmente assistita solo alla soluzione dei problemi riproduttivi derivanti dalla sterilità e dalla infertilità e non a quelli genetici, vieta pertanto questa procedura finalizzata alla diagnosi preimpianto. Analizziamo i differenti casi: viene definita sterile una coppia che dopo 12/24 mesi di regolari rapporti sessuali non protetti non abbia iniziato una gravidanza. E invece considerata infertile una coppia non in grado di portare a termine una gravidanza dopo un anno o più di rapporti sessuali non protetti. Sterili sono anche le persone che non producono gameti o che sono affette da condizione fisiche permanenti che non rendono possibile la riproduzione. Va ricordato che la specie umana possiede una bassa fertilità, infatti a ogni ciclo mestruale, una coppia al 6

7 massimo della propria capacità riproduttiva ha soltanto circa il 30% di possibilità di concepire. L età della donna è uno dei principali limiti posti alla fertilità umana. La capacità riproduttiva della coppia subisce un declino con l età, che si manifesta in maniera più sensibile nella donna. Esistono evidenze scientifiche che la fertilità nella donna diminuisce a partire dai 25 anni ed è unanimemente accettato che la riduzione della capacità riproduttiva di una donna intorno ai 35 è ridotta del 50% rispetto alle coppie nelle quali le donne hanno un età inferiore. Con l età, inoltre, aumenta il rischio di abortire spontaneamente. Tale rischio risulta essere pari al 10% circa per donne di età inferiore ai 30 anni, al 18% per i soggetti con età compresa fra i 30 e i 39 anni, al 34% per le donne intorno ai 40 anni. Dai dati relativi alla natalità in Europa emerge che l età media in cui la donna italiana partorisce il primo figlio è 30 anni, dato aumentato rispetto al precedente rilievo del 1990 dove risultava essere di 29 anni. L infertilità maschile e femminile è indubbiamente un problema di consistenti proporzioni. I dati relativi all incidenza e alle principali cause di infertilità sono simili a livello mondiale: nella nostra popolazione interessano il 15% delle coppie. Alcune delle cause di infertilità hanno un origine genetica, mentre altre sono il risultato di influenze esterne. Alla radice del problema sono individuabili fattori sia di origine maschile che femminile in misura comparabile. L infertilità maschile riguarda il 35% delle coppie, quella femminile di tipo meccanico il 35% e da causa ormonale il 15%. L infertilità di coppia ammonta al 15% con quella da causa non nota al 10%. Il ricorso alla PMA per le coppie che appartengono a famiglie nelle quali è presente una grave malattia genetica o una grave malformazione congenita, è dovuto al fatto che la combinazione dei geni al loro interno, impone, a ogni loro gravidanza, un rischio del 50% o del 25% di far nascere un bambino affetto da una malattia a volte molto grave, bambino che nella maggior parte dei casi tali coppie hanno già avuto. La fecondazione in vitro consente in questo caso la diagnosi preimpianto e quindi permette alle coppie di conoscere il genotipo del nascituro fin dal concepimento. La crioconservazione degli embrioni La tecnica del congelamento prevede la conservazione di embrioni e spermatozoi in azoto liquido alla temperatura di 196 ºC. Questa procedura si esegue quando, dopo che sono stati trasferiti in utero i 2-3 embrioni per un ciclo di fecondazione assistita, in coltura vi sono ancora embrioni che presentano una morfologia ottimale. In stato di crioconservazione gli embrioni possono rimanere per anni e poi essere utilizzati in un secondo momento a scelta della coppia. Quasi tutti i centri di fecondazione assistita prevedono comunque un tempo limite massimo in cui essi devono essere richieste dalla coppia. 7

8 Il congelamento di questi embrioni non sempre ne assicura l utilizzo dopo lo scongelamento, anche se le procedure sono state eseguite perfettamente; in quanto la vitalità delle cellule, in alcuni casi, potrebbe risultare compromessa in modo tale da impedirne il successivo impiego. I numerosi e significativi studi epidemiologici eseguiti per stabilire se esistono dei rischi per il futuro nascituro associati al congelamento dell embrione non hanno rilevato un aumento delle patologie congenite nei nati dopo il congelamento. 8