Milioni di spermatozoi sono prodotti ogni giorno grazie all'attività biologica delle cellule staminali spermatogoniali (SSC). Abbiamo recentemente proposto un nuovo schema per lo sviluppo degli spermatogoni umani che prevede la presenza di almeno quattro diverse sottopopolazioni allineate nella loro traiettoria differenziava, dalle cellule più indifferenziate fino all'ingresso in meiosi . È ormai chiaro che i fattori secreti dalle cellule di Sertoli svolgono un ruolo importante nella regolazione delle SSC e la lista dei fattori di nicchia descritti nei roditori è in aumento . Tuttavia in altre specie, inclusa quella umana, le conoscenze sono molto limitate. Nei roditori, è ben noto che l'acido retinoico (il metabolita attivo della Vitamina A), gioca un ruolo centrale nel differenziamento degli spermatogoni. Il nostro gruppo ha iniziato un nuovo progetto di ricerca teso ad indagare l'effetto dell'acido retinoico sul differenziamento degli spermatogoni umani. A questo scopo, utilizzeremo una tecnica di coltura d'organo di frammenti di parenchima testicolare in goccia pendente che ci permette di mantenere i frammenti in vitro per 24-48 ore. In tale sistema sono mantenute le interazioni dirette e indirette tra le cellule somatiche del testicolo (cellule del Leydig, cellule del Sertoli, cellule peritubulari, endoteliali e altre cellule interstiziali) e le cellule germinali all'interno dei tubuli seminiferi. Obiettivo specifico del progetto che si intende sviluppare è quello di valutare l'effetto del RA sulla progressione mitotica degli spermatogoni e l'ingresso in meiosi. I risultati della ricerca forniranno nuove conoscenze dei meccanismi che regolano il compartimento staminale della linea germinale, e apriranno nuove prospettive nello studio della patologia testicolare umana.
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 umano non fissato. 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 questa collaborazione, 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). Più recentemente abbiamo dimostrato l'esistenza di diverse sottopopolazioni di spermatogoni che sono stati caratterizzati sulla base dell'espressione di marcatori specifici, la loro organizzazione clonale e indice mitotico (Di Persio et al., 2017).
La ricerca proposta punta a migliorare la comprensione dei processi differenziativi e maturativi delle cellule spermatogoniali nell'uomo, in particolare delle cellule staminali. Nel presente progetto proponiamo degli esperimenti tesi a concludere una ricerca avviata nel 2017 e finanziata dall'Ateneo, per la quale abbiamo già ottenuto risultati molto interessanti presentati ad un Congresso internazionale (Di Persio etal. 2018 20th European testis Workshop, 23-27 May- Obidos, Portogual). I risultati della ricerca apriranno nuove prospettive nello studio dei meccanismi che regolano il compartimento staminale della linea germinale e, più in generale, nello studio della patologia testicolare umana.