La produzione giornaliera di milioni di spermatozoi è possibile grazie all'attività biologica delle cellule staminali spermatogoniali. Le cellule staminali spermatogoniali sono le uniche cellule staminali adulte in grado di trasferire informazioni genetiche ed epigenetiche da una generazione a quella successiva. Le conoscenze attuali sui meccanismi molecolari della regolazione degli spermatogoni staminali si basano prevalentemente su ricerche effettuate nei roditori. In questi modelli animali è stato ben stabilito la funzione dei fattori di nicchia come GDNF e acido retinoico. La mancanza di informazioni relative all'uomo in questo campo di ricerca è in gran parte dovuta alla difficoltà di ottenere tessuto testicolare fresco umano. Il nostro laboratorio è impegnato da tempo nello studio della spermatogenesi umana anche grazie ad una collaborazione con il Centro Trapianti del Policlinico Umberto I che ci fornisce biopsie testicolari non fissate da donatori d'organo a cuore battente.
La finalità del presente progetto è di analizzare la regolazione molecolare del compartimento staminale spermatogoniale da parte di acido retinoico utilizzando una tecnica di coltura d'organo di frammenti di parenchima testicolare in goccia pendente. Nostro obiettivo è di valutare l'effetto dell'acido retinoici sulla proliferazione e il differenziamento delle diverse sottopopolazioni di spermatogoni, di analizzare i pathway attivati e descrivere la modulazione dei geni target.
I dati ottenuti ci permetteranno di stabilire se la regolazione molecolare del compartimento mitotico e staminale spermatogoniale nell'uomo sia sovrapponibile a quella degli altri mammiferi.
Le conoscenze attuali sui meccanismi molecolari che sottendono la regolazione degli spermatogoni staminali si basano prevalentemente su ricerche effettuate nei roditori. La scarsità delle informazioni relative all¿uomo in questo campo di ricerca è in gran parte dovuta alla difficoltà di ottenere tessuto testicolare fresco umano. Il punto di forza del progetto proposto è la disponibilità di tale prezioso materiale resa possibile dalla collaborazione con il Centro Trapianti del Policlinico Umberto I che ci fornirà biopsie testicolari da donatori d'organo a cuore battente. Grazie a questo contributo, abbiamo precedentemente dimostrato che la spermatogenesi umana è organizzata in
dodici stadi (associazioni cellulari), in analogia con quella di scimmia e di topo, aprendo la via alla possibilità di trasferire all'uomo le conoscenze già acquisite nei modelli animali (Muciaccia et al., 2013).
La ricerca proposta punta a migliorare la comprensione dei processi differenziativi e maturativi delle cellule spermatogoniali nell'uomo, in particolare delle cellule staminali. Tra gli obiettivi dello studio, sarà particolarmente rilevante l'identificazione dei fattori di crescita e morfogeni, quali acido retinoico, aventi il ruolo di molecole che istruiscono specifiche cellule germinali maschili in determinati stadi differenziativi a progredire, o non progredire, nello sviluppo fino a spermatozoi.
I risultati della ricerca apriranno nuove prospettive nello studio dei meccanismi che regolano il compartimento staminale della linea germinale, garantiscono una efficiente spermatogenesi, e più in generale, nello studio della patologia testicolare umana