Le funzioni riproduttive ridotte o compromesse, vale a dire l'ipofertilità e l'infertilità, erano considerate problemi che influiscono sulla realizzazione e sul benessere degli individui o delle coppie che lottano nella gravidanza. Lo stile di vita moderno, l'aspettativa di vita più lunga, il rinvio della gravidanza e l'inquinamento ambientale hanno contribuito ad aumentare l'insorgenza di ipofertilità e infertilità, che è attualmente percepita come un problema di salute pubblica. Lo sviluppo delle tecnologie di riproduzione assistita (PMA), in molti casi associate a procedure chirurgiche minimamente invasive, promette di ripristinare, almeno in parte, le funzioni riproduttive e sta guadagnando sempre più interesse per la conservazione della fertilità nei pazienti oncologici, anche in età pediatrica. Inoltre, la ART ha trovato notevoli applicazioni al di fuori del campo biomedico. Ad esempio, l'agricoltura moderna si è evoluta con la possibilità di amplificare in modo efficiente la prole di animali selezionati per le caratteristiche produttive, con un impatto significativo sulla sostenibilità e sulla redditività del bestiame. Inoltre, i programmi di conservazione della fauna selvatica spesso si basano su un'ampia gamma di strategie di riproduzione assistita. Tra gli esempi più notevoli c'è il progetto BioRescue, che applica "tecnologie riproduttive avanzate per salvare mammiferi in pericolo critico come il rinoceronte bianco settentrionale". L'estinzione, tuttavia, minaccia molte razze domestiche autoctone che vengono globalmente sostituite dalla diffusione di razze cosmopolite più produttive. La preservazione della fertilità, quindi, è diventata essenziale anche per salvaguardare la biodiversità delle risorse genetiche zootecniche, per mantenerle disponibili per le future generazioni di produttori e consumatori. In questa prospettiva, la criobanca di gameti ed embrioni è suggerita come strategia di conservazione ex situ poiché ha il potenziale di far rivivere specie minacciate o addirittura estinte o razze domestiche. Tuttavia, mentre la crioconservazione di embrioni e spermatozoi è abbastanza ben consolidata in molte specie, la conservazione del patrimonio materno, che comprende il DNA mitocondriale, non è altrettanto efficiente. La limitata fonte di gameti, la mancanza di cellule progenitrici adulte, insieme alla complessità biofisica degli ovociti sono tra i principali fattori limitanti.
L'obiettivo di questa raccolta è quello di fornire approfondimenti su alcuni approcci metodologici, scelti tra i più riusciti, che sono stati implementati al fine di superare alcuni dei limiti descritti, che abbracciano diverse specie di mammiferi.
Tradizionalmente, la produzione embrionale in vitro (IVP) si avvale di ovociti che vengono coltivati in vivo e vengono estratti dal contesto ovarico come ovociti immaturi e completamente cresciuti - che poi subiscono la maturazione in vitro (IVM) - o come ovociti maturi. Il secondo approccio è tipico della riproduzione medicalmente assistita nell'uomo e richiede una stimolazione ormonale. Tuttavia, in questo modo è possibile reclutare solo una quantità molto limitata di gameti e la stragrande maggioranza della riserva ovarica rimane non sfruttata. Qui, gli approcci metodologici per accedere, almeno in parte, alle risorse non sfruttate sono descritti da Barros e colleghi1, concentrandosi sugli ovociti di crescita delle vacche, raccolti dalle fasi di sviluppo che precedono quelle completamente cresciute. In particolare, i gameti raccolti da piccoli follicoli antrali vengono coltivati in vitro e possono essere poi utilizzati per l'IVM, come negli schemi tradizionali di IVP bovina.
Come accennato in precedenza, la fase IVM non viene normalmente applicata nell'uomo, a causa di una minore efficienza del processo rispetto ad altre specie. Tuttavia, quando una stimolazione ormonale non può essere programmata prima della chemioterapia, della radioterapia o della chirurgia, ad esempio, in pazienti in età prepuberale, o quando l'intervento deve essere immediato, o c'è una suscettibilità nota alla stimolazione ovarica, l'IVM costituisce un'opzione di preservazione della fertilità. In questo scenario, Liu e colleghi2 suggeriscono un approccio combinato chirurgico e biotecnologico per le pazienti sottoposte a chirurgia ginecologica benigna, in base al quale gli ovociti per IVM vengono recuperati contestualmente all'operazione ginecologica (OP-IVM). La preservazione della fertilità della paziente è completata dalla crioconservazione o fecondazione degli ovociti.
In realtà, ogni volta che è disponibile un partner, la crioconservazione degli embrioni è preferita a causa della maggiore standardizzazione e successo rispetto al congelamento degli ovociti. L'ovocita è infatti una cellula di grandi dimensioni, con un rapporto superficie/volume svantaggiato, un importante contenuto lipidico e avvolta da uno scaffale proteico, tutte caratteristiche che rendono questa cellula scarsamente suscettibile alla permeazione del crioprotettore e persino ai tassi di decremento della temperatura durante il congelamento e il congelamento ultrarapido. Tuttavia, gli schemi di conservazione della fertilità, sia nei pazienti umani che nei campioni animali, trarrebbero grande beneficio da tale approccio. In questa prospettiva, vengono presentati due protocolli che promuovono il congelamento ultrarapido degli ovociti, noto anche come vitrificazione, negli ovociti felini e ovini 3,4. Mentre Succu e colleghi sottolineano l'importanza delle condizioni e dei tempi di coltura post-riscaldamento per il ripristino del potenziale di sviluppo degli ovociti nelle donatrici giovani4 che potrebbero avere implicazioni anche nei pazienti umani in età prepuberale, Colombo e Luvoni concentrano la loro attenzione sullo sviluppo di protocolli favorevoli al campo, volti principalmente a salvaguardare la biodiversità della fauna selvatica3.
Un'opzione alternativa al congelamento degli ovociti è la crioconservazione di frammenti ovarici. Questi frammenti possono eventualmente essere precedentemente impoveriti di ovociti più grandi per essere destinati ad altre procedure come descritto da Brouillet et al.5. I frammenti ovarici dovranno quindi essere coltivati per consentire la crescita dei follicoli e degli ovociti racchiusi, fino al raggiungimento di stadi adeguati. In alternativa, possono essere reinnestati6. Questo approccio, tuttavia, rimane in gran parte sperimentale e, nonostante alcuni successi nel fornire una prova di principio della fattibilità, richiede ancora notevoli sforzi non solo dal punto di vista della ricerca e sviluppo ma anche a livello di biologia/fisiologia di base, come sottolineato dal contributo fornito da Winship e collaboratori7.
Ultimo ma non meno importante, la preservazione della fertilità implica obbligatoriamente la possibilità dell'embrione formato di impiantarsi e svilupparsi a termine. In quest'ottica, viene riportato un approccio per garantire un appropriato riconoscimento materno-fetale avvalendosi di interventi chirurgici minimamente invasivi nel cavallo8.
Una raccolta completa di approcci biotecnologici e chirurgici è presentata qui per i gruppi di ricerca e medici che sono alla ricerca di metodologie all'avanguardia per la conservazione della fertilità, con la speranza che l'accurata condivisione del protocollo sia utile per il miglioramento della pratica esistente e per il pensiero critico sulle sfide rilevanti nel campo e su come potrebbero essere superate.