Tutte le cellule umane nel corso dello sviluppo, della vita e dei processi di invecchiamento, accumulano mutazioni, dando luogo a quello che viene chiamato mosaicismo, una condizione in cui differenti cellule nella stessa persona hanno diverse sequenze di DNA o composizione genetica.
Il mosaicismo si verifica in ogni uomo ma è per lo più impercettibile, tuttavia, se le cellule anormali cominciano a superare le cellule normali, possono insorgere delle malattie: quando il mosaicismo si verifica nello sperma umano o nell’ovocita, le mutazioni possono influenzare sia l’uomo sia la donna con la mutazione che può interessare le generazioni successive.
I ricercatori del Rady Children’s Institute of Genomic Medicine e Università della Califoria San Diego scuola di medicina, in uno studio pubblicato il 12 agosto 2021 nella rivista Cell, descrivono un nuovo metodo per osservare e contare queste mutazioni, e utilizzando questi dati, prevedere il probabile impatto di queste mutazioni sui futuri bambini. Riferiscono in particolare, che un uomo su 15 è probabile che nello sperma porti mutazioni che potrebbero influenzare negativamente la prole.
Ricerche precedenti hanno suggerito che gli uomini più anziani hanno un rischio maggiore di alcune malattie nei loro figli, come il disturbo dello spettro autistico (ASD) e alcune forme di difetti di nascita. I ricercatori nell’ultimo studio, hanno confrontato lo sperma di uomini più anziani con quello di uomini più giovani per accertare eventuali differenze nelle mutazioni, hanno scoperto che le mutazioni rilevabili non differiscono in numero, suggerendo che queste mutazioni creano un rischio stabile di malattia nella prole. I risultati hanno anche indicato che le mutazioni associate all’età, sembrano più probabile sorgere in singole cellule di sperma, che si verificano sotto gli attuali livelli di rilevamento.
Joseph Gleeson, professore di neuroscienze presso UC San Diego School of Medicine e direttore della ricerca neuroscienze di medicina genomica presso l’Istituto Rady Children’s, ha detto:
«I nostri studi precedenti hanno evidenziato che le mutazioni dello sperma contribuiscono alla causa di disturbi, come l’autismo e l’epilessia, ma le implicazioni negli uomini senza una storia familiare di malattia era completamente sconosciuto».
I ricercatori utilizzando strumenti di apprendimento automatico all’avanguardia, hanno sequenziato lo sperma in più campioni centinaia di volte attraverso i loro interi genomi per trovare mutazioni che si presentano solo in una piccola percentuale di cellule.
Xiaoxu Yang, ha partecipato alla ricerca, collabora nel laboratorio di Joseph Gleeson, ha detto:
«Abbiamo scoperto che ogni eiaculato di un uomo mostra una media di 30 mutazioni, quasi tutte sono state trovate in campionamenti seriali nel periodo da sei a dodici mesi, mentre la maggior parte delle mutazioni erano completamente assenti in un campione di saliva o di sangue. I dati indicano che le mutazioni sono limitate alle cellule spermatiche, convalida il nostro metodo di rilevamento».
Martin Breuss, assistente professore di genetica e metabolismo pediatrico presso l’Università del Colorado scuola di medicina, ha partecipato alla ricerca, ha detto:
«Sorprendentemente il confronto tra gli uomini vecchi e giovani ha mostrato poche differenze nelle mutazioni, dicendoci che queste mutazioni probabilmente sono sorte quando il padre era un embrione, dove le mutazioni potrebbero risiedere non rilevate fino a quando l’uomo ha figli, significa anche che le cellule spermatiche sono ben protette in una nicchia di cellule staminali, il che fa un buon lavoro nel mantenere le popolazioni di cellule staminali e il loro contributo relativo ad ogni eiaculato».
Joseph Gleeson, in conclusione ha detto:
«Pensiamo che queste mutazioni contribuiscano in modo sostanziale alla salute umana, causando potenzialmente il 15% dei casi di disturbo dello spettro autistico (ASD), malattie cardiache congenite e gravi malattie pediatriche. Identificando gli uomini a rischio, siamo fiduciosi che i futuri casi di malattia potranno essere evitati».
La ricerca futura si concentrerà sull’identificazione delle cause delle mutazioni che sorgono negli uomini più anziani, e le esposizioni ambientali che potrebbero spiegare gli osservati aumenti in mutazioni. Il team di ricercatori sta reclutando famiglie in cui un bambino ha una malattia dovuta a una nuova mutazione, e dove il padre può donare un campione di sperma per testare le prove della mutazione. I ricercatori stanno anche lavorando con le cliniche di infertilità per valutare se queste mutazioni collegate al mosaicismo, sono passate agli embrioni, con l’obiettivo finale di prevenire la malattia nei bambini.
