Quanto toro c'è in un uomo?

L'infertilità è un problema molto diffuso: in tutto il mondo, una coppia su otto non riesce a concepire - o non ci riesce entro un anno. Nella metà dei casi, ciò è dovuto alla scarsa o inadeguata fertilità dell'uomo. Tuttavia, è difficile identificare le cause genetiche dei problemi di fertilità negli uomini. Alla ricerca mancano dati sulla qualità dello sperma e sui marcatori molecolari provenienti dalle coorti più ampie possibili di uomini sani in età riproduttiva.

Per capire meglio quali geni e quali meccanismi controllano la fertilità maschile, quindi, Chi siamo ha bisogno di animali da laboratorio adatti, in questo caso i tori.

Un team di ricerca guidato dal professore di genomica animale dell'ETH Hubert Pausch ha utilizzato giovani tori per analizzare in dettaglio quali geni sono attivi nei diversi tessuti degli organi riproduttivi degli animali e come questo influisce sulla loro fertilità. Il loro studio è stato appena pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications.

Per il loro studio, i ricercatori dell'Istituto di scienze agrarie hanno utilizzato campioni di testicoli, epididimi e vasi deferenti di 118 tori in età riproduttiva appena macellati. Gli animali non sono stati uccisi appositamente per la ricerca.

In queste biopsie, gli scienziati hanno determinato, tra l'altro, il cosiddetto trascrittoma, cioè tutti gli RNA messaggeri presenti nei rispettivi tessuti, che rappresentano i trascritti genici. Ciò ha permesso ai ricercatori di scoprire quali geni sono attivi in ciascuno dei tre tessuti e di creare i corrispondenti profili del trascrittoma dei tori. Hanno poi confrontato questi profili con quelli degli esseri umani e dei topi.

Sono coinvolti molti geni

I ricercatori hanno scoperto un gran numero di geni o loro varianti che sono associati alla fertilità dei tori. La maggior parte dei geni trovati è probabilmente rilevante anche per la fertilità maschile nell'uomo. La regolazione della fertilità maschile è "altamente conservata" in termini evolutivi, spiega Xena Mapel, prima autrice dello studio. Ciò significa che la funzione dei geni responsabili si è conservata nel corso dell'evoluzione dei mammiferi.

"Questi geni sono strettamente legati alla scarsa fertilità dei tori", spiega Mapel. "Questi cosiddetti tori subfertili non vengono individuati con un normale screening dell'eiaculato. Tuttavia, i nostri nuovi geni marcatori li individuano in modo affidabile".

Animale modello insolito

Sebbene i bovini siano animali modello insoliti, sono ideali per questi studi. Da un lato, i geni dei tori da riproduzione sono noti e, dall'altro, le organizzazioni di allevamento ottengono comunque l'eiaculato degli animali due volte alla settimana. Questo viene analizzato in dettaglio prima di essere diluito e utilizzato per inseminare artificialmente centinaia di vacche - o meno, se la qualità dell'eiaculato è scarsa.

La coorte di tori qui analizzata ha anche il grande vantaggio di avere tutti gli animali nella stessa fascia d'età. "La coorte è molto omogenea. Se dovessimo condurre uno studio analogo sui maschi, dovremmo affidarci a donatori volontari che potrebbero appartenere a tutte le fasce d'età possibili. Questo renderebbe i dati molto difficili da confrontare".

I dati sulla fertilità dei giovani uomini, che vengono raccolti ogni anno dalle reclute svizzere, difficilmente possono essere utilizzati per tali analisi. "Non sappiamo a quali influenze siano stati esposti gli uomini prima del test di fertilità. Sono diverse per ogni soggetto del test. Inoltre, è praticamente impossibile ottenere campioni di tessuto dal loro tratto sessuale. Sarebbe un intervento medico importante".

L'allevamento di bestiame trae vantaggio dalle scoperte

Non è ancora chiaro come le nuove scoperte saranno incorporate in futuro nella ricerca sulla fertilità umana. Tuttavia, stanno già fornendo una base per una migliore diagnostica per identificare i geni rilevanti e le loro varianti nei tori da riproduzione. Pertanto, è probabile che ne beneficino in primo luogo gli allevatori di bestiame, contribuendo a ridurre al minimo le perdite finanziarie causate dal fallimento delle inseminazioni artificiali.

L'eiaculato di ogni toro viene già testato per verificarne la qualità prima dell'uso e il genoma dei vitelli viene già analizzato. Tuttavia, alcuni tori sterili non vengono individuati. Se un allevatore insemina le vacche con lo sperma di un toro infertile, le vacche non rimarranno gravide. Questo lascia l'allevatore con un buco in cassa: ogni inseminazione costa 80 franchi. Una tipica azienda lattiero-casearia svizzera spende diverse migliaia di franchi all'anno per l'inseminazione artificiale delle proprie mucche. Ma non è tutto: le mucche inseminate senza successo spesso escono dal sistema, non partoriscono vitelli, non producono più latte e l'allevatore deve sostituirle. E questo costa.

L'inseminazione artificiale è diventata uno standard nell'allevamento di vacche da carne e da latte, nonché nell'allevamento di suini. In Svizzera, circa 800.000 mucche e bovini vengono inseminati artificialmente ogni anno. L'accoppiamento naturale - quando un toro copre naturalmente una vacca - è ormai molto raro. "Mantenere un toro è difficile. La maggior parte degli allevatori non ha spazio per un animale così grande", dice Pausch.