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C. Peris - AMCI sez. Torino

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17/06/2014
Vita prenatale:
inizio di un viaggio
Torino, 14 giugno 2014
Dall’embrione all’adulto:
aspetti biologici e dati scientifici
Dott.ssa Clementina Peris
Genetica e epigenetica
Lo studio della trasmissione delle informazioni
contenute nei geni e provenienti dai due genitori
costituisce la genetica, mentre l’epigenetica
costituisce lo studio degli eventi che sono
sovrimposti ai geni e ne modificano l’espressione.
Oggi si sa che è l’ambiente a modificare
l’espressione del genoma: cioè i geni possono
rispondere all’ambiente in cui si trovano
modificando la loro espressione e dando così
origine in condizioni diverse a diverse
espressioni fenotipiche di uno stesso genotipo.
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17/06/2014
Genotipo e fenotipo
ovvero
come si parte e come si arriva
Ciò che è scritto nel DNA è scritto, ma…
non tutto è letto
Ciò che è scritto costituisce il genotipo
Ciò che è letto costituisce il fenotipo.
Nel viaggio della vita prenatale, quindi postnatale,
è cruciale per l’impostazione del programma non
solo come si parte (con quale patrimonio
genetico), ma soprattutto come (con quale
impostazione epigenetica) si arriva, ovvero quale
e quanta parte del DNA è letto e tradotto in
informazioni utilizzate
Intrauterine programming
of adult disease
Barker DJ Mol Med Today 1995: 1: 418-23
Da studi epidemiologici si è riscontrata una
correlazione tra basso peso alla nascita e
ipertensione , malattie cardiovascolari,
diabete di tipo 2 da adulti. La correlazione tra
crescita fetale compromessa e aumento di
resistenza periferica all’insulina è stata
riscontrata in più popolazioni di razze diverse
e attribuita a una risposta programmata alla
malnutrizione intrauterina.
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17/06/2014
Developmental origins of health and
diseases
Barker DJ. E Clark PM., Rev Reprod 1997; 2: 105-11
Indipendentemente dallo stadio di sviluppo embrionale
e fetale, un inadeguato apporto nutrizionale
comporta in età adulta ridotta tolleranza al glucosio,
maggior incidenza di patologia coronarica e obesità.
Per l’embrione e il feto si tratta di sopravvivere in
utero a breve termine: cercano di minimizzare il
danno, se vanno incontro a condizioni subottimali,
attraverso modificazioni epigenetiche adattative.
Ciò risulta controproducente a lungo termine, se le
condizioni di ristrettezza non si mantengono in
seguito nella vita postnatale.
Epigenetic epidemiology of the
developmental origins hypothesis
Waterland RA., Annu. Rev. Nutr. 2007; 27: 363-88
Nel deficit di crescita intrauterino (IUGR),qualunque sia la
causa, il feto, che va incontro a deficit di apporto di
ossigeno, glucosio e aminoacidi, mentre aumenta la
quota di trigliceridi, ridistribuisce le scarse risorse al
cervello, alle surrenali e al cuore, mentre gli altri organi
e tessuti crescono in modo asimmetrico.
Questa ridistribuzione esita in minor massa muscolare e
in maggior quota di adipe che persiste fino alla vita
adulta, comportando una diminuita sensibilità
all’insulina e aumento degli indici di infiammazione.
Ciò avviene attraverso meccanismi di tipo epigenetico.
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Come l’ambiente prenatale influenza
la salute successiva
Tutto ciò che costituisce un insulto nutrizionale, in eccesso o in
difetto di macronutrienti, ha lo stesso effetto in gravidanza,
poiché il feto adotta un unico tipo di risposta allo stress.
Tutti i nati sono espressione della madre, cioè l’ambiente da cui
trae origine e nutrimento: in caso di stato infiammatorio e
stress ossidativo eccessivo della madre il cuore del feto ha
meno miociti (ma possono essere più larghi), il rene ha meno
nefroni, c’è minor quota di muscolo scheletrico e il pancreas
ha meno ß cellule, gli adipociti sono più larghi.
Una buona parte di un sano invecchiamento comincia
nell’utero, tanto che lo stato di una placenta alla nascita è in
grado di predire il futuro benessere o meno metabolico e
cardiovascolare per tutta la vita
Thornburg KL e al., 2010; Couzin-Frankel J., Science, 2013; Lakshmy R., 2013
Come l’ambiente prenatale influenza
la salute successiva
Un certo livello di plasticità epigenetica, cioè la possibilità
di mutare alcune istruzioni di lettura del DNA, continua
per tutta la vita e un marcatore epigenetico dannoso può
verosimilmente essere inibito da una dieta ricca di
fitocomposti naturali benefici, ma il timing di un insulto
nutrizionale è strategico, in quanto un’alterazione
epigenetica, che avvenga durante lo sviluppo
embrionale e condizioni lo sviluppo placentare, avrà un
impatto molto maggiore sulla condizione epigenetica
globale, dato che continuerà ad essere trasmessa lungo
ripetute divisioni mitotiche alle successive cellule
staminali, somatiche e germinali.
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Come l’ambiente prenatale influenza
la salute successiva
Il peso alla nascita è un indice di disponibilità di nutrienti per il feto e in particolare
di adeguatezza placentare.
Il basso peso alla nascita è indice di inadeguatezza placentare, correla col rischio
di sindrome dismetabolica (Thompson JA e Regnault TR, 2011; Lakshmy R, 2013)
Nel mondo si stima il 9,55% dei nati a termine sia di basso peso e l’1,2% di peso
molto basso, la maggior parte in paesi in via di sviluppo (UNICEF e WHO, report 2004). In
realtà nel mondo occidentale i nati sottopeso (circa il 7%) continuano ad
aumentare, soprattutto per il ricorso alla PMA (26% delle gravidanze da PMA) e
alle gravidanze in età avanzata:
bisogna dunque individuare nuovi (o ritornare ai vecchi?) interventi
terapeutici per prevenire il danno dismetabolico insito
nel basso peso alla nascita dovuto a inadeguatezza
placentare per la salute delle future generazioni
Riproduzione efficiente =
Infiammazione ben controllata
L’infiammazione è una fondamentale risposta di
adattamento alla ricerca di omeostasi funzionale cellulare o tissutale. Oltre a intervenire in processi
patologici importanti, quali la difesa da agenti patogeni, il
rimodellamento e la riparazione tissutale, è anche alla
base dei processi fisiologici, quali, ad esempio, la
regolazione del metabolismo e la riproduzione.
La funzione riproduttiva, per realizzarsi pienamente e con
esito in salute di madre e neonato, necessita di uno stato
infiammatorio ben sincronizzato e controllato che si
realizza appieno
solo in condizioni, ovviamente permittenti,
in presenza di equilibrio di apporto nutrizionale
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Riproduzione efficiente= infiammazione
ben controllata = nutrizione adeguata
Infatti uno stato nutrizionale inadeguato in fase preconcezionale, periconcezionale,
in gravidanza e allattamento, può arrivare con progressivi livelli di gravità a
modificare le biomolecole, proteine e membrane lipidiche, dell’oocita,
dell’embrione, della placenta e del feto, attraverso la produzione di citochine
infiammatorie e quindi di radicali liberi dell’ossigeno (ROS) con successivo
danno cellulare e mantenimento di stress ossidativo+stato proinfiammatorio
eccessivo e/o intempestivo
modificazioni epigenetiche del DNA
L’inadeguata nutrizione può quindi esitare in alterazioni che dipendono dal periodo
di sviluppo dell’organismo e dal tipo di stimolo e in seguito condizionare lo
sviluppo di patologie a lungo termine (asma, allergie, patologie cardiovascolari,
diabete di tipo 2, depressione, alterazioni comportamentali), alterazioni che
possono essere trasmesse a generazioni future (figli e nipoti)
anche attraverso la linea germinale.
Dall’oocita all’embrione e al feto
Studi su bovini indicano che una dieta ricca in grassi
inizialmente altera la funzionalità delle cellule della
granulosa, che li accumulano all’interno, mentre l’ac. oleico
rimane a disposizione dell’oocita (Aardema H. e al., 2013).
Se persiste un elevato livello plasmatico di NEFA, come
avviene in caso di bilancio energetico negativo e di disturbi
metabolici come l’obesità e il diabete di tipo 2, il danno
viene trasferito all’oocita e da questo all’embrione che ne
deriva, attraverso l’espressione alterata dei geni che
controllano i processi ossido/riduttivi (Igosheva N e al., 2010). In
particolare negli embrioni vengono sovraespressi i geni
relativi alla sintesi di ac. grassi e alla loro ossidazione (Van
Hoeck V e al., 2013)
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17/06/2014
Dall’oocita all’embrione e al feto
Il danno, già evidente a livello oocitario, si trasferisce
quindi dall’embrione alla placenta e poi al feto nel
corso di tutta la gravidanza, al neonato e infine
all’adulto.
In modelli murini obesi una dieta ricca in grassi
determina anomalie a tre livelli: 1°) maggiore
aneuploidia degli oociti ( aborto); 2°) anomalie
epigenetiche di embrioni ( aborto); 3°) ritardo di
crescita fetale e anomalie di sviluppo del cervello.
Queste, in base a esperimenti di transfer
embrionario, non sono dovute all’ambiente
endouterino, ma a difetti che insorgono prima dello
stadio di blastocisti.
(Luzzo KM e al., 2012)
Riproduzione, nutrizione e
infiammazione: carenze e eccessi
Una carenza proteica o di arginina o di ac. grassi omega-3
altera la funzionalità e lo sviluppo placentare, altera
quindi la crescita fetale e predispone a iperattività
bronchiale con esito in asma (Rebelato HJ e al., 2013; Wu g e al.,
2013; Jones ML e al., 2013; Pike KC e al., Sci. Rep. 2014; 4: 4705).
Una dieta ricca in grassi e zuccheri riduce la crescita
placentare e anche fetale, poi i feti crescono in utero
rapidamente per sovraespressione di fattori di crescita
(Sferruzzi-Perri AN e al., 2013) e dei meccanismi di trasporto del
fruttosio e del glucosio, che persistono sovraregolati
dopo la nascita (Regnault TRH e al., 2013). Allora si evidenzia
anche l’alterazione dei meccanismi di ricompensa a
livello mesolimbico (Ong ZY e al., 2011)
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17/06/2014
Malnutrizione materna e danno
riproduttivo a lungo termine
Bernal AB e al., PloS One 2010; 5(12) e15558
Una malnutrizione materna (MM) comporta insufficienza
placentare e neonate sottopeso. Queste anticiperanno la
pubertà (come in caso di eccesso alimentare materno), ma
avranno un minor numero di follicoli pre-antrali, sia per
MM durante la gravidanza che durante l’allattamento,
mentre i follicoli secondari saranno ridotti come numero
solo se la MM persiste per gravidanza e allattamento.
Ciò si accompagna a un aumento di stress ossidativo a livello
ovarico, sommato a competenza antiossidante
compromessa, con danno telomerasico a carico delle
cellule della granulosa e dei precursori degli oociti, cioè
riserva ovarica ridotta nella neonata (Hallows SE e al., 2012)
Maternal nutrition at conception modulates DNA
methylation of human metastable epialleles
Dominguez-Salas P. e al.,Nat. Commun. 2014; 5: 3746
Non solo un bilancio energetico negativo o in eccesso,
ma anche un apporto inadeguato di micronutrienti
costituisce un danno alla competenza dell’oocita e
dell’embrione.
Micronutrienti critici, coinvolti nella metilazione del
DNA (ac. Folico, vit. B2, B6, B12, metionina, colina,
betaina..) influenzano la riprogrammazione
epigenetica, con conseguenze a lungo termine sulla
vita del concepito, dato che la metilazione del DNA
è influenzata dalla concentrazione di questi
micronutrienti nel plasma materno
periconcezionale.
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The periconceptional period, reproduction and
long-term health of offspring: the importance
of one-carbon metabolism
Steegers-Theunissen RPM e al., Hum. Reprod Update 2013; 19: 640-655
Disturbi nel ciclo dell’ac. folico sono associati a danno
riproduttivo, anche malformativo, in particolare in
caso di carenza di ac. folico e Vit. B12.
Si è riscontrato che anche le tecniche di Procreazione
Medicalmente Assistita (PMA) influiscono sul
fenotipo di gameti e embrioni attraverso alterazioni
del metabolismo dei folati, predisponendo a
patologie successive. Ciò indica quanto meno la
necessità di adeguamento delle procedure e dei
mezzi di coltura in PMA.
Cosa fare allora in caso di sterilità?
Uno stile di vita inadeguato, in particolare per quanto
riguarda l’alimentazione, può costituire rischio di
sterilità: fattori correlati sono il sotto- e il sovrappeso,
l’obesità per le donne come per gli uomini, il consumo
eccessivo di alcoolici, l’eccesso di attività fisica
combinato con un inadeguato apporto energetico.
In un campione di coppie sterili (in Germania) il 7,3% delle
donne è sottopeso e il 25% sovrappeso o obese (oltre
50% per gli uomini), mentre il 22% delle donne (meno gli
uomini) pratica attività sportiva per più di 4,5 ore alla
settimana: la conoscenza dell’impatto della nutrizione
sulla fertilità è inadeguata nella coppia, e inoltre non
indagata dagli operatori sanitari che se ne occupano
Schilling K. e al., Arch Gynecol Obstet 2012; 286: 1307-14
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17/06/2014
Riproduzione efficiente= infiammazione
ben controllata = nutrizione adeguata
La fertilità non è né gratuita né casuale: comporta un costo
energetico, ma necessita anche di equilibrio metabolico.
In assenza di questo equilibrio, insorge sterilità attraverso processi
alterati della bilancia ossido/riduttiva e dell’equilibrio pro/antiinfiammatorio a ogni livello dell’apparato riproduttivo della
coppia. La gravidanza comunque insorta può esitare, per queste
stesse stesse ragioni, in aborto, anche ripetuto, in patologia
della gravidanza (diabete, ipertensione, preeclampsia), in parto
prematuro o basso peso alla nascita.
Questo tipo di problematica riproduttiva oggi paradossalmente e
non per carenze alimentari prevale nelle società occidentali.
Qui oggi la sterilità, nonostante il benessere, ha maggiore
incidenza (3,5%-16,7%) rispetto ai paesi in via di sviluppo (6,9%9,3%) , dove prevalgono le infezioni quale causa di sterilità
Boivin J. e al., Hum. Reprod. 2007; 22: 1506-12
Dietary patterns and difficulty conceiving:
a nested case-control study
Toledo E. e al., Fertil. Steril. 2011; 96: 1149-53
Sono stati identificati due stili di alimentazione: il
tipo mediterraneo e il tipo occidentale.
Più alta probabilità di fertilità è stata riscontrata
nelle donne con la maggiore aderenza alla
alimentazione di tipo mediterraneo. Inoltre lo
stile generale di alimentazione ha un maggiore
effetto biologico che un particolare alimento.
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17/06/2014
Sterilità?
Quale strategia riproduttiva?
In campo riproduttivo il nostro
intervento prioritario al fine della
tutela della salute delle future
generazioni dovrà essere
clinico (centrato sullo stile di vita)
o
tecnologico?
You are what you eat and so are
your children
Vanhees K. E al., Cell. Mol. Life Sci. 2014; 71: 271-85
Una dieta squilibrata in macronutrienti rispetto alla
spesa energetica, ma anche in micronutrienti, sia
nell’uomo che nella donna ha effetti a lungo
termine sulla salute della prole, ma l’esposizione
prenatale a alimenti protettivi (ad es.,
antiossidanti nella dieta) risulta in minor danno
ossidativo e degenerazione tumorale da adulti.
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Procreazione Medicalmente Assistita
(PMA) come terapia?
Nella PMA, in tutte le sue applicazioni, al rischio
insito in alcune tipi di sterilità femminile (ad es.,
obesità, età avanzata) e maschile (ad es.,
aneuploidie spermatiche, frammentazioni del
DNA) si sommano l’iperstimolazione ovarica, la
manipolazione in vitro di spermatozoi e oociti, la
crescita in coltura in vitro degli embrioni.
Tutte queste situazioni costituiscono, ognuna a
modo suo, ulteriori fattori di rischio in quanto di
per sé causano alterazioni epigenetiche
Epigenesi embrionaria
Ogni embrione e feto possiede un elevato livello di
plasticità epigenetica nella vita intrauterina (e poi
postnatale) e questo fondamentale meccanismo di
differenziazione esita nella ricchezza della nostra
diversità, addirittura in caso di gemelli omozigoti.
Questo processo epigenetico avviene ad alto costo,
comunque a un costo più elevato, esita infatti in
significativamente maggior rischio di salute, se la
gravidanza insorge in seguito ad applicazione di
tecniche di PMA, dato che ciò comporta alterazioni
epigenetiche embrionali e placentari
Nelissen EC e al, 2013; Lou H e al., 2014
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EPIGENETIC and ART
el Najj N. e Haaf T., Fertil. Steril., 2013; 99: 632-641
To the extent of present knowledge, human ART is not associated with a dramatic increase of medically relevant epimutations and
imprinting disorders in the resultant children. However, there may be statistically significant differences in the methylation
patterns between ART and non-ART groups. Although the observed differences were usually within the normal range of
methylation variation among individuals, ART or factors associated with parental infertility can have effects on the epigenome
of the offspring . Because epigenetic changes are estimated to occur 100–1,000 times more frequently than genetic DNA
mutations , their contribution to phenotypic variation and disease susceptibility is largely underestimated.
Currently, there are at least two black boxes in human ART. First, we do not know how many ART attempts fail due to epigenetic
problems in the germ cell(s) or early embryo. Clearly, chromosome abnormalities are not the only cause for early embryo and
fetal loss. Second, it is increasingly clear that early life conditions can have long-lasting effects on the health of the individual.
Individuals who were conceived during a famine period showed methylation changes in the imprinted growth factor IGF2 and
other medically relevant genes more than 60 years later . At the same time, these individuals suffered from increased risks for
obesity, coronary artery disease, accelerated cognitive aging, and schizophrenia . If the maternal diet in the periconceptional
period has such long-lasting phenotypic consequences, we cannot neglect possible effects of ART on disease susceptibilities
later in life. Long-term epidemiologic studies of metabolic, cardiovascular, neurodevelopmental, behavioral, and other
complex diseases/phenotypes in ART-conceived children, adolescents, and adults are urgently needed. In this light, it is
important that medical records also include information on parental infertility, mode of conception, and, in the case of ART,
which protocols have been used.
In humans it is difficult to estimate the contribution of parental infertility versus ART to the known risks (i.e., low birth weight) for
ART newborns/children. It is even more difficult to define which specific techniques and culture conditions are better or worse.
The many elegant studies in different animal models and the temporal coincidence with maternal imprint establishment suggest
that IVC of oocytes and superovulation can have effects on the epigenome of the derived embryos/offspring. In contrast,
epimutations in sperm may be largely associated with impaired paternal fertility. Again, animal experiments and the
coincidence with crucial reprogramming processes after fertilization argue in favor of adverse effects of suboptimal embryo
culture. From an epigenetic point of view, manipulation of oocyte and embryo
should be restricted to a minimum, or the advantage of a specific technique (e.g.,
selection during embryo culture and blastocyst transfer) must outweigh negative
epigenetic effects (e.g., during extended embryo culture). Unfortunately, so far
many decisions in human ART cannot be based on evidence, because conclusive studies are missing.
Long-term and transgenerational effects of in vitro
colture on mouse embryos
Calle A e al., Theriogenology 2012
Use of a mouse in vitro fertilization model to
understand the developmental origins of health and
disease hypothesis
Feuer SK e al., Endocrinology 2014
Non solo le modificazioni epigenetiche dovute alla coltura in
vitro causano severe alterazioni nell’espressione dell’mRNA
embrionale associate con riduzione di qualità embrionaria, ma
pure persistono comportando in età adulta patologie fisiche e
neurocomportamentali e vengono anche trasmesse alla prole.
Questi studi dimostrano che l’embrione è danneggiato proprio
dalla coltura in vitro attraverso diffuse alterazioni
dell’omeostasi metabolica con stress ossidativo di sistema e
disfunzione mitocondriale che esitano in obesità e diabete in
età adulta.
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Sterilità?
Quale strategia riproduttiva?
Nella PMA la stimolazione ovarica di per sé, la coltura in vitro, la
sua durata alterano la bilancia ossidativa/infiammatoria e
quindi i processi epigenetici in momenti cruciali per lo
sviluppo dell’embrione e della placenta, in particolare quelli
che regolano l’attività metabolica e i processi di translazione e
trascrizione (Gad A e al., 2011; Feuer SK e al., 2014).
In alcuni casi il cambio di espressione genica risulta
semplicemente in plasticità nello sviluppo dell’embrione.
Invece in caso di alterazione di geni essenziali si manifestano
importanti conseguenze (Lucas E, 2013)
Bisogna continuare a monitorare la salute dei bambini nati da
PMA, proprio perché è già noto il maggior rischio
malformativo e di salute a breve, ma soprattutto a lungo
termine (Kansai Kaira S e Barnhart KT, 2011; TurKer G e al.,
2013; Farhi A 2013; Nelissen EC e al., 2013; Hart R e Norman
RJ, 2013, The Evidence-Based IVF Group, 2014)
Sterilità e infiammazione
Quale strategia riproduttiva?
Patologie placentari e
fetali
sottopeso
Obesità diabete di tipo
2 CVD
Sterilità da
disovularietà
sotto-e
sovrappeso
Infiammazione stress
ossidativo
Presenza di
infiammazione
Ulteriori alterazioni
epigenetiche
stress
ossidativo
Procreazione
Medicalmente
Assistita
Neonato
normopeso
e prognosi
di salute
Ristabilimento
regolare epigenesi
Ovulazione
e
gravidanza
spontanea
Sterilità da
disovularietà
sotto- e
sovrappeso
Infiammazione di
basso grado e
stress ossidativo
Correzione
squilibrio
nutrizionale
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17/06/2014
RISCHI documentati per i NATI
da TUTTE LE PROCEDURE di PMA
• Problemi perinatali (prematurità, mortalità e
morbilità perinatale, verosimilmente anche per le
alterazioni epigenetiche placentari)
• Obesità, CVD, diabete tipo 2, depressione, ritardo
mentale, autismo (ICSI) in età infantile e adulta
• Malformazioni (genito-urinarie, cardiovascolari,
gastrointestinali, muscolo-scheletriche)
• Alterazioni epigenetiche rare (Sindrome di BeckwithWiedemann, S. Angelman, S. Goldenhar)
• Rischi specifici per ICSI (ipospadia, ereditarietà…)
• Rischi specifici per micromanipolazioni e colture
(stadio di blastocisti, maturazione in vitro )
• Rischi tumorali in bambini (leucemie,
rabdomiosarcomi, epatoblastomi…)
RISCHI da PMA ETEROLOGA
Oltre a tutti i problemi già identificati per la PMA in generale:
• Problemi psicologici per PMA di I° e II° livello
• Gravidanze a rischio per “ricevente” e neonato :
TC, ipertensione, preeclampsia, diabete, emorragie
postpartum; sottopeso, ricovero in terapia intensiva,
patologie respiratorie, mortalità perinatale, malformazioni
Shrim A. e al., J. Perinat. Med. 2010; 38: 645-50
Taqlauer ES e al., Placenta 2013; 34: 385-7
Considerando che la tecnica di “ovodonazione” costituisce a
tutti gli effetti un allotrapianto:
• Rischi a breve e a lungo termine per “donatrici” e “madri
surrogate”
• Rischi a lungo termine (autoimmuni?) per “riceventi”
• Rischi a lungo termine (autoimmuni?) per bambini
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17/06/2014
Costi a carico dei neonati da PMA
PMA di per sé ha influenza su complicanze perinatali e sulla salute
dei nati (il che comporta maggiore ospedalizzazione e morbilità),
anche per condizioni create dalla superovulazione e per lo
sviluppo in terreni di coltura, dato che le attuali
formulazioni non sono ancora ottimali per embrioni
umani e generalmente non ne sono note le composizioni.
E’ ancora troppo presto per escludere importanti implicazioni di
salute a lungo termine dei nati (già evidenziate in più studi) e
questo renderebbe prioritario approfondire la questione dei
mezzi e dei tempi di coltura in PMA, anche con un approfondito
follow-up dei parametri di salute dei bimbi nati da PMA .
Pinborg A e al., Hum. Reprod. Update 2013; 19: 87-104
Nelissen EC e al., Hum. Reprod. 2013; 28: 2067-74
Sunde A. e Balaban B., Fertil. Steril. 2013; 100:310-8
De Waal E. e al., Biol. Reprod. 2014 Feb 6;90(2):22.
In vitro culture increases the frequency of stochastic epigenetic errors
at imprinted genes in placental tissues from mouse concepti produced
through assisted reproductive technologies.
Con la PMA sono nati circa 5 milioni di bambini. Valutando il
benessere di questi bambini, c’è crescente preoccupazione
circa la sicurezza di queste procedure dovuta a aumentata
incidenza di anomalie epigenetiche, nascite premature e
basso peso dei neonati.
In esperimenti su animali, le placente dei feti concepiti con IVF
mostrano un significativo aumento di vari tipi di difetti
epigenetici nei tessuti placentari che derivano da processi
casuali.
Pertanto è necessario migliorare i processi per minimizzare
l’incidenza di errori epigenetici placentari casuali.
Ma è anche necessario monitorare le gravidanze e i neonati,
perché pochissimi studi seri riportano gli esiti su madri e
neonati (Braakhekke M. e al., Hum. Reprod. 2014 e-pub)
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17/06/2014
Epigenetic Risks related to assisted reproductive technologies:
short- and long-term consequences for the health of children
conceived trough assisted reproduction technology: more
reason for caution?
Thompson JG e al., Hum. Reprod. 2002; 17: 2783-86
Vi è considerevole evidenza che dimostra come la tecnica di IVF
applicata ai gameti e agli embrioni può causare danni epigenetici
che conducono ad alterato sviluppo fetale…..Noi concludiamo che
la modificazione epigenetica è piuttosto da intendere come
componente di un più vasto modello causale che collega i fattori di
stress ambientale (coltura in vitro) con le perturbazioni del fenotipo
attraverso modificazioni dell’espressione genica sia epigenetica che
trascrizionale.……Tutte insieme queste considerazioni sottolineano
la necessità di un intenso monitoraggio a lungo termine della
salute dei bambini e degli adulti nati attraverso pratiche di PMA.
Questi studi sono di fondamentale importanza, nonostante la
difficoltà insita; fino al loro completamento le procedure di PMA
rimangono una serie di esperimenti in corso.
Metabolism of the preimplantation
embryo: 40 years on
Leese HJ, Reproduction 2012; 143: 417-27
I progressi per aumentare il successo della IVF sono stati
assolutamente inferiori al previsto sia per le difficoltà
metodologiche insite sia per la bassa priorità assegnata alla
ricerca in sterilità, con sviluppi definiti piuttosto dal progresso
tecnico rispetto a quello scientifico.
Oggi siamo quasi completamente ignoranti del
metabolismo dell’embrione in situ (tuba e utero), mentre
la comprensione della trasduzione del segnale all’interno
dell’embrione è in fase “infantile” così come il dialogo tra
l’embrione in coltura e con la madre in vivo: tutto ciò che
sappiamo da tanto tempo è la superiore qualità degli
embrioni concepiti in vivo
17
17/06/2014
Are we overusing IVF?
The Evidence based IVF Group
British Medical Journal 2014; 348: 252-6
La mancanza di volontà di farci domande sull’effettivo
successo della PMA previene il progresso.
Non c’è interesse nel finanziare studi a lungo termine
sulla sicurezza intesa come salute.
La PMA è progredita nel mondo come un industria
che genera guadagno e che dà valore ai soldi
impiegati più in termini di ritorno immediato in
gravidanze e nascite che di salute a lungo termine
delle madri e dei bambini.
Dato l’aumento del ricorso alla PMA, è l’ora di mettere
in connessione “la regolazione della pratica” con la
necessità di acquisire conoscenza sulla miglior
pratica e sulla sicurezza a lungo termine.
Are we overusing IVF?
The Evidence based IVF Group
British Medical Journal 2014; 348: 252-6
Come società siamo di fronte a una precisa scelta.
Possiamo continuare a offrire un accesso precoce
all’IVF e non basato sull’evidenza alle coppie con
problemi di fertilità o seguire un percorso che ci
mette alla prova per poter documentare che i nostri
interventi sono efficaci e sicuri e inoltre ottimizzare
le procedure di IVF.
Noi dobbiamo sentire il dovere verso tutte le coppie
subfertili e i loro potenziali figli di usare la IVF con
giudizio e di dare la sicurezza che per prima cosa
non stiamo facendo loro del male.
18
17/06/2014
Are we overusing IVF?
The Evidence based IVF Group
British Medical Journal 2014; 348: 252-6
• Il ricorso alla IVF si è espanso negli ultimi due decenni fino a
abbracciare un’ampia gamma di indicazioni, compresa la sterilità
inspiegata.
• Vi è evidenza molto debole sull’utilità della IVF in alcune delle
nuove indicazioni.
• Gli esiti in termini di salute dei bambini nati con IVF sembrano
essere più poveri di quelli concepiti naturalmente.
• Abbiamo bisogno di saper valutare quali coppie hanno una
ragionevole possibilità di concepimento spontaneo
• Per quelle che necessitano di aiuto, l’efficacia e la sicurezza in
termini di salute dell’IVF dovrebbero essere nuovamente
investigate
Epigenetic status in the offspring of
spontaneous and assisted conception
Whitelaw N. e al., Hum. Reprod., e-pub May 8, 2014
I rischi seri finora evidenziati da PMA sono
relativamente poco frequenti, ma la
preoccupazione consiste nel fatto che noi non
conosciamo le basi biologiche di queste
associazioni e quindi non siamo in grado di
prevenire alcun altro tipo di problema di cui
possono essere il presagio quando i milioni di
bambini nati diventeranno adulti.
C’è bisogno di una più profonda comprensione del
ruolo dell’epigenetica nella sterilità e delle
possibili conseguenze a lungo termine dei
trattamenti per la fertilità per la salute e la
fertilità delle future generazioni
19
17/06/2014
Biological memories of past environments
Epigenetic pathways to health disparities
Thayer ZM e Kuzawa CW Epigenetics 2011; 6: 798-803
Da un punto di vista sociale, la nozione che l’ambiente
nutrizionale durante periodi critici per lo sviluppo
dell’individuo ne modifica la salute futura ha importanti
ricadute sul tentativo di migliorare la salute delle prossime
generazioni. Non solo la nutrizione, ma anche lo stress
psicosociale vissuto dalla madre (anche dal padre) e il
grado di inquinamento ambientale modificano l’assetto
epigenetico, quindi oggi migliorare la salute futura
comporta attenzione globale a tutti questi aspetti, che
sovrapponendosi potrebbero comportare una sorta di
“bomba a orologeria” sociale.
Urge inoltre arrivare a comprendere il potenziale di
reversibilità dei dannosi effetti di agenti stressogeni già
sperimentati dalle attuali generazioni.
Biological memories of past environments
Epigenetic pathways to health disparities
Thayer ZM e Kuzawa CW Epigenetics 2011; 6: 798-803
La nozione che i geni sono regolati dalla memoria
biologica delle esperienze acquisite precocemente
nella nostra vita (come oociti, embrioni, feti e
neonati) e anche nella vita dei nostri recenti
progenitori serve come alternativa potente atta a
innescare strategie comportamentali per risolvere i
problemi derivanti da disparità di salute, molto
meglio rispetto al modello del determinismo genetico
che invece predomina a livello di conoscenza pubblica.
Servono nuove strategie pubbliche per tutelare la salute
piuttosto che semplicemente aggirare i problemi, dato
che molti studi hanno puramente identificato effetti
negativi a lungo termine invece di contribuire ad
eliminarli.
20
17/06/2014
Diritto a nascere sani?
Odierno paradosso!
Da molti anni ormai e sempre più frequentemente i
dati tratti dai più seri studi scientifici ci avvisano
di quanto sia meglio per la salute delle
generazioni future trattare la sterilità attraverso
modificazioni dello stile di vita, se si procede a
PMA farlo con stimolazioni soffici, con le minori
manipolazioni possibili (compresa la
crioconservazione), evitando l’ICSI inutile,
trasferendo l’embrione il prima possibile:
è questa oggi la nostra prassi o almeno il nostro
trend? A giudicare dai mass-media no……ma
speriamolo e comunque pretendiamolo!
I DATI in PMA
Infine, per avere una stima corretta della
situazione attuale, alcuni dati tratti dall’ultima
relazione 2013, relativi al 2011, del Ministro
della Sanità circa l’applicazione delle tecniche
della PMA in Italia
e
dati relativi alla PGD in Europa pubblicati nel
2014
21
17/06/2014
ITALIA 2011 CICLI A FRESCO + DA SCONGELAMENTO
Aumento probabilità di gravidanza e parto da apporto crioconservazione
PMA
A FRESCO
%
SCONGELAMENTO
 PMA A FRESCO
+
SCONGELAMENTO
OOCITI/EMBRIONI
gravidanza/cicli
19,5
16,4
19,2
gravidanza/cicli
iniziati a fresco
19,5
-
21,8
gravidanza/OPU
21,8
-
24,3
gravidanza/ET
25,9
18,5
24,9
parto/cicli
12,8
10,5
12,5
parto/OPU
14,3
-
15,9
parto/ET
17
11,9
16,3
parto/cicli
iniziati a fresco
12,8
-
14,3
Relazione del Ministro della Salute
2005-2013 cicli a fresco
probabilità
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
grav./cicli
18,8
18,9
19,6
20,1
20,7
20,9
19,5
grav./OPU
21,2
21,2
22
22,4
23
23,2
21,6
grav./ET
24,6
24,6
25,5
25,9
26,6
27,2
25,9
gemell./
gravidanze
21,9
22
22,3
23,5
22,7
22,5
20,6
parti/cicli
?
?
12,9
13,5
13,4
13,9
12,8
parti/OPU
?
?
14,5
15
14,8
17,2
14,3
parti/ET
?
?
16,8
17,3
17,2
17,8
16,9
gemell./
parti
?
?
23,4
23,9
23,5
22,3
20,5
22
17/06/2014
% parto RNPMA
2007
2008
2009
2010
2011
Parto/solo cicli a
fresco
12,9
13,5
13,4
13,9
12,8
Parto/solo cicli
crio
7,5
8,4
8,9
10,6
10,5
Parto /cicli a
fresco+crio
12,4
13,1
13
13,9
12,5
Parto fresco+crio
/cicli iniz. a fresco
13,6
14,2
14,1
15,5
14,3
Parto/OPU
solo a fresco
14,5
15
14,8
15,8
14,3
Parto fresco+crio
/OPU
15,2
15,8
15,7
17,2
15,9
Parto/ET solo a
fresco
16,7
17,3
17,2
18,5
17
Parto/ET solo crio
9
10,1
10,5
12,1
11,9
Parto/ET
a fresco+crio
16
16,7
16,6
17,8
16,3
DIAGNOSI GENETICA
Diagnosi Genetica Pre-Concezionale o polar body biopsy:
- sul 1° globulo polare in espulsione: FISH, PCR, CGH, NGS
Diagnosi Genetica Preimpianto PGD o di Screening PGS
- durante la segmentazione cellulare, allo stadio di 6-8
cellule, su 1-2 cellule
- allo stadio di blastocisti su 6-10 cellule
- per anomalie cromosomiche e patologie monogeniche:
FISH, PCR, CGH e NGS
- necessari 10-20 oociti e 6-10 embrioni per avere 1,5
embrione/ET
6 trattamenti in media per una gravidanza
a termine pari a 2-3 anni in tempo (Moutou e al., 2014)
- rapporto costo/beneficio sfavorevole per
- necessari
migliorare successo in IVF, aborti o fallimenti ripetuti (PGS)
(Harper et al., 2010; Gleicher e al., 2014; Wonk e al., 2014)
23
17/06/2014
Ai sensi dell’art. 3 dell’Regolamento applicativo
dell’Accordo Stato Regioni 05.11.2009 dichiaro
che negli ultimi due anni ho avuto i seguenti
rapporti anche di finanziamento con i seguenti
soggetti portatori di interessi commerciali in
campo sanitario:
NESSUNO
Torino, 14/6/2014
In fede, dott.ssa Clementina Peris
24
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