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Teratogenesi

La teratogenesi (dal greco terato– e –genesi “creazione di mostri”) è un termine che indica lo sviluppo anormale di alcune regioni del feto durante la gravidanza, ciò comporta la nascita di un bambino con gravi difetti congeniti.

Dal mito alla realtà

Ai tempi dei miti e delle leggende si narrava di mostri con più teste, di giganti con cento braccia o con un occhio solo. Alla base di questi voli pindarici tipici della cultura prescientifica ci sono però spesso fatti reali. Un esempio tra tutti sono i ciclopi, creature mitologiche ipotizzate, pare, per spiegare il ritrovamento di realissimi teschi preistorici appartenenti ad elefanti nani di Sicilia.

A ben vedere, esseri umani con anomale nel piano corporeo, a volte molto evidenti e spesso debilitanti, appaiono ancor ora. È il caso della polidattilia, una condizione che prevede individui con un numero di dita superiore a 5 per mano o piede.

La polidattilia è molto diffusa tra gli Amish, una popolazione americana di origine germanica nata da un piccolo numero di individui fondatori. Tra questi capostipiti erano diffuse specifiche varianti di geni che predispongono proprio alla polidattilia. La comunità Amish ha, quindi, subito un forte effetto fondatore durante la sua crescita, fenomeno rafforzato dai frequenti matrimoni tra consanguinei.

Altri casi di malformazioni evidenti che coinvolgono il piano di sviluppo corporeo sono il labbro leporino, la focomelia (una condizione che prevede un mancato sviluppo degli arti superiori) e la ciclopia.

Come avvengono questi errori nel processo di sviluppo di un essere umano?

Per averne un’idea generale occorre comprendere che il processo che comincia con la fecondazione della cellula uovo e termina con la nascita è estremamente complesso.

La cellula uovo, una volta fecondata, diviene a tutti gli effetti la prima cellula di un nuovo individuo: lo zigote, una cellula totipotente. Questa cellula non è specializzata in una funzione come i neuroni, le cellule muscolari e i globuli rossi, ma può proliferare originando tutti gli altri tipi di cellule dell’organismo maturo.

Fin da subito quello lo zigote si divide per mitosi. Alla prima divisione origina due cellule figlie, che dividendosi divengono quattro, che dividendosi diventano otto… e così via!

Queste prime cellule, chiamati blastomeri, sono totipotenti come lo zigote. Se separiamo artificialmente le une dalle altre, infati, ognuna darà origine a un organismo completo. Condividendo tra loro l’intero patrimonio genetico, ognuno di loro è quindi da considerarsi un clone. È proprio quando questo accade in modo spontaneo che si originano i gemelli identici.

Terminata questa prima fase, detta di segmentazione, cominciano dei processi di movimento dei blastomeri che danno origine a dei proto-tessuti, i foglietti embrionali. Senza entrare nello specifico possiamo dire che ogni foglietto embrionale sarà l’antenato di determinate zone del corpo.

Da uno, per esempio, si origineranno le cellule delle zone esterne del corpo, come le pelle e le cellule nervose. Da un altro le cellule muscolari e ossee. Dal terzo le cellule delle zone interne come quelle dell’apparato digerente. L’origine dei foglietti embrionali si chiama gastrulazione e le cellule di ogni foglietto non sono più totipotenti ma “solo” pluripotenti.

Esse non potranno infatti dare origine a cellule che derivano dagli altri due foglietti embrionali. Le fasi successive alla gastrulazione vengono raggruppate sotto il nome di sviluppo embrionale perché il futuro organismo in questa fase viene appunto chiamato embrione.

In questo importantissimo processo le cellule dei tre foglietti migrano, si dividono dando origine a nuove linee cellulari sempre più specializzate, si uniscono ad altre linee cellulari di altri foglietti e, a seconda della regione dell’embrione in cui si trovano, danno origine agli abbozzi delle future strutture dell’individuo, cioè in ordine di complessità i futuri tessuti, organi e apparati (organogenesi).

È durante lo sviluppo embrionale che si definiscono chiaramente il sopra e il sotto, il dietro e il davanti di un individuo. Sempre durante questa fase si pongono nel corretto rapporto gli abbozzi di arti e di organi esterni ed interni.

Questo processo nell’uomo termina intorno alla ottava settimana e da lì in poi l’organismo in sviluppo sarà chiamato feto e sarà già dotato di tutti gli organi che gli serviranno una volta nato, il solo compito che gli resterà sarà di accrescersi in volume e complessità (sviluppo fetale).

La Teratogenesi: ”La nascita dei mostri”

Ora, torniamo con la mente all’embriogenesi, che comprende l’organogenesi. Durante questo periodo lo sviluppo dell’abbozzo di ogni organo non avviene a caso ma seguendo una ben precisa sequenza temporale e soprattutto una concatenazione di cause ed effetti.

L’intero processo è molto delicato, regolato principalmente dalle istruzioni genetiche presenti nel DNA di ciascuno di noi ma altamente suscettibile alle condizioni esterne. Ci sono molte sostanze che possono interferire con una o più delle fasi dello sviluppo embrionale. Nella maggioranza dei casi lo sviluppo termina e risulta in un aborto spontaneo. Quando lo sviluppo embrionale in qualche modo riesce a continuare ugualmente, ci saranno importanti differenze nel suo svolgimento e risultato che diventano evidenti come errori nella morfogenesi, più o meno gravi a seconda del caso.

In quest’ultimo caso si parla di teratogenesi e i composti in grado di dare effetti di questo tipo sono teratogeni.

Due casi ben noti di effetti teratogeni sono la sindrome alcolica fetale e la già citata focomelia.

Come dice il nome, la Sindrome Alcolica Fetale deriva da un elevato consumo di alcool etilico da parte della madre durante i primi tre mesi di gestazione e causa una tipica “facies” (termine medico che sta a significare l’aspetto generale del viso) nonché un ritardo mentale dell’individuo. Ciò che rende l’alcol un teratogeno è il fatto che riesce a passare dal sangue della madre fino all’interno della placenta, dove interferisce con il metabolismo dell’acido retinoico alterando la migrazione delle cellule di uno dei tre foglietti embrionali che daranno origine al Sistema Nervoso Centrale.

La focomelia è invece causata dagli effetti teratogeni di un farmaco, il Talidomide. Questo principio attivo utilizzato nel secondo dopoguerra come sedativo non aveva dato controindicazioni né su individui adulti né su madri in allattamento, ma non era stato testato su cavie animali in fase di gravidanza. Questa pericolosa disattenzione ha avuto gravi effetti in quanto durante le prime sette settimane di sviluppo embrionale questa molecola è in grado di legarsi come inibitore ad un enzima coinvolto nella formazione dei vasi sanguigni nell’embrione, portando a malformazioni gravi a carico degli arti superiori che possono essere solo abbozzati (focomelia) oppure del tutto assenti (amelia).

Ciclopia

Meno studiata perchè assai rara, è la condizione che nei casi più gravi prevede che il feto si sviluppi con malformazioni encefaliche dovute alla fusione delle due cavità oculari in un’unico occhio e la presenza di un naso simile ad una proboscide posto al di sopra dell’occhio. Questa condizione nell’uomo è talmente grave che raramente la gravidanza viene portata a termine e anche in tal caso la morte del bambino risulta inevitabile.

La ciclopia ha nell’uomo delle cause ignote perchè poco indagate, ma risulta inducibile nel bestiame somministrando delle sostanze alcaloidi alle madri incinte, in particolar modo sostanze presenti nelle piante del genere Veratrum, lontane parenti dei gigli.

Questi casi suggeriscono l’importanza estrema della sperimentazione animale non solo sui nuovi farmaci ma in generale su tutte le sostanze con cui le donne gravide possano venire a contatto come alimenti, strumenti di lavoro o inquinanti ambientali.

Bibliografia

  • atlantemedicina/polidattilia
  • my-personaltrainer/labbro-leporino
  • Miller, Marylin T – Thalidomide embryopathy: a model for the study of congenital incomitant horizontal strabismus – Transactions of the American Ophthalmological Society. 89: 623–74, 1991.
  • Roessler E, Belloni E,  Gaudenz K, Vargas F, Scherer SW, Tsui LC, Muenke M – Mutations in the C-Terminal Domain of Sonic Hedgehog Cause Holoprosencephaly – Human Molecular Genetics, Volume 6, Issue 11, 1 October 1997.
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