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Blastocisti e fertilità assistita: una guida completa per capire l’importanza di questo stadio dello sviluppo embrionale

Dott.ssa Priscilla Andrade

Dott.ssa Priscilla Andrade

Ginecologa presso Clinica Fertilab Barcelona

La fertilità assistita è uno strumento sempre più utilizzato da coppie e individui che incontrano difficoltà nel concepire naturalmente. Tra i vari stadi di sviluppo embrionale, le blastocisti rivestono un ruolo cruciale in questo processo. In questo articolo approfondiremo l’importanza delle blastocisti nel contesto della fertilità assistita, analizzando la loro struttura, le tecniche di laboratorio utilizzate per coltivarle e analizzarle, e le implicazioni etiche e sociali legate al loro utilizzo.

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Cos’è una blastocisti e perché è importante nel processo di sviluppo embrionale

Una blastocisti è un embrione in uno stadio specifico di sviluppo che si verifica circa 5-6 giorni dopo la fecondazione dell’ovocita da parte dello spermatozoo. Durante questo periodo, l’embrione passa attraverso una serie di divisioni cellulari e cambiamenti strutturali che lo portano a diventare una blastocisti.

La blastocisti è composta da un insieme di cellule chiamate trofoectoderma, che formeranno in seguito la placenta e la membrana embrionale esterna, e un gruppo di cellule interne chiamate massa cellulare interna (ICM), che daranno origine a tutti i tessuti e gli organi del corpo del futuro individuo. Inoltre, la blastocisti contiene una cavità interna piena di liquido, chiamata blastocele.

La blastocisti è importante nel processo di sviluppo embrionale per vari motivi:

  1. Espansione e differenziazione cellulare: durante lo stadio di blastocisti, le cellule embrionali si moltiplicano e si differenziano in cellule specifiche che daranno origine alla placenta e al feto. Questo è un passo cruciale nel processo di sviluppo.
  2. Impianto nell’utero: la blastocisti è lo stadio in cui l’embrione si attacca all’endometrio (il rivestimento dell’utero) e inizia a integrarsi nel tessuto uterino. Questo processo, chiamato impianto, è essenziale per stabilire una gravidanza di successo.
  3. Selezione naturale: solo gli embrioni di buona qualità riescono a raggiungere lo stadio di blastocisti e ad attaccarsi all’endometrio. Pertanto, la formazione di una blastocisti è un indicatore di vitalità e potenziale di sviluppo dell’embrione.

Nella fecondazione in vitro (IVF) e in altre tecniche di riproduzione assistita, lo sviluppo di blastocisti è di particolare interesse perché può aumentare le probabilità di successo del trattamento. Il trasferimento di blastocisti di buona qualità nell’utero della madre può migliorare le possibilità di impianto e gravidanza rispetto al trasferimento di embrioni in stadi precedenti.

 

 

Il viaggio dell’embrione: dalla fecondazione alla blastocisti

Il viaggio dell’embrione dalla fecondazione alla blastocisti è un processo complesso e altamente regolato che si svolge in diversi stadi. Ecco una panoramica dei principali passaggi di questo processo:

  1. Fecondazione: La fecondazione è l’unione dell’ovocita (cellula uovo) e dello spermatozoo (cellula spermatica) per formare un’unica cellula chiamata zigote. Di solito, questo processo avviene nella parte ampollare della tuba di Falloppio, che collega l’ovario all’utero.
  2. Zigote: Il zigote è la cellula unica risultante dalla fecondazione. Contiene il materiale genetico di entrambi i genitori e rappresenta l’inizio dello sviluppo embrionale.
  3. Cleavage (segmentazione): Circa 24-36 ore dopo la fecondazione, il zigote inizia a dividersi attraverso una serie di divisioni cellulari chiamate mitosi. Questo processo di segmentazione porta alla formazione di due cellule (chiamate blastomeri), poi quattro, otto e così via. Durante questa fase, le cellule embrionali si moltiplicano ma non aumentano di dimensioni complessive.
  4. Morula: Dopo circa 3-4 giorni dalla fecondazione, l’embrione raggiunge lo stadio di morula, che consiste in un ammasso di 16-32 cellule compatte e senza una struttura interna definita. A questo punto, l’embrione si trova ancora all’interno della tuba di Falloppio.
  5. Blastocisti: Circa 5-6 giorni dopo la fecondazione, l’embrione raggiunge lo stadio di blastocisti. Durante questa fase, le cellule embrionali si differenziano in due gruppi principali: il trofoectoderma, che formerà la placenta e le membrane esterne dell’embrione, e la massa cellulare interna (ICM), che darà origine a tutti i tessuti e gli organi del corpo. Nel frattempo, si forma una cavità piena di liquido chiamata blastocele all’interno dell’embrione.
  6. Hatching (schiusa): Prima dell’impianto nell’utero, la blastocisti deve “schiodarsi” dalla zona pellucida, una membrana protettiva che circonda l’embrione fin dalla fecondazione. Questo processo, chiamato hatching, permette alla blastocisti di espandersi e di interagire direttamente con l’endometrio per l’attaccamento.
  7. Impianto: Dopo la schiusa, la blastocisti si attacca all’endometrio (il rivestimento dell’utero) e inizia ad integrarsi nel tessuto uterino. Questo processo, chiamato impianto, è cruciale per stabilire una gravidanza di successo. L’impianto avviene di solito 6-10 giorni dopo la fecondazione.

In sintesi, il viaggio dell’embrione dalla fecondazione alla blastocisti è un processo dinamico e altamente regolato che coinvolge la moltiplicazione e la differenziazione cellulare, la formazione di strutture embrionali chiave e l’interazione con l’ambiente uterino per l’impianto e lo sviluppo di una gravidanza sana.

 

La struttura delle blastocisti e le loro funzioni

La blastocisti è un embrione in uno stadio avanzato di sviluppo, che si verifica circa 5-6 giorni dopo la fecondazione. La struttura della blastocisti è composta da tre componenti principali, ognuno dei quali svolge funzioni specifiche nello sviluppo embrionale:

  1. Trofoectoderma: Il trofoectoderma è uno strato esterno di cellule che circonda la blastocisti. Queste cellule svolgono un ruolo importante nella formazione della placenta e delle membrane embrionali esterne. La placenta è fondamentale per lo scambio di nutrienti e gas tra il feto e la madre e per la produzione di ormoni che sostengono la gravidanza.
  2. Massa cellulare interna (ICM): La massa cellulare interna è un gruppo di cellule situate all’interno della blastocisti, separate dal trofoectoderma. Le cellule dell’ICM sono pluripotenti, il che significa che hanno la capacità di differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula del corpo. L’ICM darà origine a tutti i tessuti e gli organi del feto durante lo sviluppo embrionale.
  3. Blastocele: Il blastocele è una cavità interna piena di liquido situata tra il trofoectoderma e la massa cellulare interna. Il blastocele permette alla blastocisti di espandersi e di assumere una forma sferica, facilitando inoltre il processo di “hatching” o schiusa, in cui la blastocisti si libera dalla zona pellucida (una membrana protettiva che circonda l’embrione fin dalla fecondazione) prima dell’impianto nell’utero.

In sintesi, la struttura della blastocisti è composta dal trofoectoderma, dalla massa cellulare interna e dal blastocele, che svolgono funzioni specifiche nello sviluppo embrionale. Il trofoectoderma contribuisce alla formazione della placenta e delle membrane embrionali esterne, l’ICM forma tutti i tessuti e gli organi del feto e il blastocele permette l’espansione e la schiusa della blastocisti prima dell’impianto.

 

 

Le blastocisti e l’impianto embrionale.

Le blastocisti sono fondamentali per il successo dell’impianto embrionale, poiché rappresentano lo stadio in cui l’embrione è pronto a “comunicare” con l’utero e ad attaccarsi alla sua parete. Questo processo, chiamato nidazione, è cruciale per stabilire una gravidanza sana e duratura.

L’impianto embrionale è il processo in cui la blastocisti si attacca all’endometrio (il rivestimento dell’utero) e inizia ad integrarsi nel tessuto uterino. La blastocisti gioca un ruolo chiave in questo processo per diversi motivi:

  1. Dialogo materno-embriale: Durante la fase di blastocisti, si stabilisce una comunicazione tra l’embrione e l’utero. L’embrione rilascia segnali chimici che influenzano il rivestimento dell’utero, rendendolo recettivo all’impianto. Allo stesso tempo, l’endometrio rilascia segnali che influenzano la blastocisti, aiutandola a prepararsi per l’impianto.
  2. Hatching (schiusa): Prima dell’impianto, la blastocisti deve liberarsi dalla zona pellucida, una membrana protettiva che circonda l’embrione fin dalla fecondazione. Questo processo, chiamato hatching, permette alla blastocisti di espandersi e di interagire direttamente con l’endometrio per l’attaccamento. La schiusa avviene di solito poco prima dell’impianto.
  3. Attaccamento e invasione: Dopo la schiusa, la blastocisti si attacca all’endometrio attraverso il trofoectoderma. Una volta attaccata, la blastocisti inizia a invadere il tessuto endometriale, integrandosi nella parete uterina. Questa invasione permette di stabilire un contatto stabile tra l’embrione e l’utero, garantendo l’apporto di nutrienti e ossigeno al feto in via di sviluppo.
  4. Formazione della placenta: Quando la blastocisti si integra nell’endometrio, inizia a formarsi la placenta. Questa struttura è essenziale per il supporto nutrizionale e ormonale della gravidanza. La placenta si sviluppa principalmente dalle cellule del trofoectoderma, che proliferano e si differenziano in diversi tipi di cellule placentari.

L’impianto è un processo complesso e altamente regolato, e la blastocisti svolge un ruolo fondamentale in ogni fase. Il successo dell’impianto embrionale dipende dalla comunicazione tra la blastocisti e l’utero, dalla schiusa e dall’attaccamento dell’embrione all’endometrio, e dalla formazione della placenta.

 

Tecniche di laboratorio per coltivare, valutare e selezionare le blastocisti

Nei centri di fertilità assistita, le blastocisti vengono coltivate in laboratorio attraverso un processo chiamato coltura prolungata. Questa tecnica permette ai medici di monitorare attentamente lo sviluppo embrionale e di selezionare le blastocisti di migliore qualità per il trasferimento nell’utero.

Le blastocisti vengono valutate in base a diversi criteri, tra cui il loro grado di espansione, la morfologia del trofoectoderma e dell’ICM, e la presenza di eventuali anomalie cromosomiche o genetiche.

Di seguito sono riportate alcune delle tecniche di laboratorio utilizzate per coltivare, valutare e selezionare le blastocisti:

  1. Coltura prolungata: La coltura prolungata è una tecnica che consente di coltivare gli embrioni fino allo stadio di blastocisti (circa 5-6 giorni dopo la fecondazione) in incubatori speciali che forniscono un ambiente controllato, con temperature, umidità e concentrazione di gas ottimali. Gli embrioni vengono cresciuti in mezzi di coltura specializzati che forniscono i nutrienti necessari per il loro sviluppo.
  2. Valutazione morfologica: La valutazione morfologica delle blastocisti viene effettuata utilizzando un microscopio per esaminare il grado di espansione del blastocele, la qualità delle cellule del trofoectoderma e della massa cellulare interna. Esistono diversi sistemi di classificazione per valutare la qualità delle blastocisti, come il sistema di Gardner, che assegna un punteggio basato su questi parametri. Questa valutazione aiuta gli embriologi a identificare le blastocisti con il potenziale più alto per un impianto di successo.
  3. Time-lapse imaging: La tecnologia time-lapse consente di monitorare continuamente lo sviluppo embrionale attraverso immagini riprese a intervalli regolari. Questo sistema fornisce informazioni dettagliate sulla divisione cellulare, la morfologia e la tempistica dello sviluppo delle blastocisti, senza dover rimuovere gli embrioni dall’incubatore. Gli embriologi possono utilizzare queste informazioni per selezionare le blastocisti con il profilo di sviluppo più promettente.
  4. Diagnosi genetica preimpianto (PGT): La diagnosi genetica preimpianto è una tecnica che permette di analizzare il materiale genetico delle blastocisti per identificare eventuali anomalie cromosomiche o mutazioni genetiche. Questo processo, che richiede la rimozione di alcune cellule dall’embrione attraverso una biopsia del trofoectoderma, può essere utile per identificare le blastocisti con il maggior potenziale di impianto e per ridurre il rischio di trasmissione di malattie genetiche.
  5. Crioconservazione: Le blastocisti in eccesso di buona qualità che non vengono trasferite nell’utero possono essere criopreservate per un uso futuro. Questo processo, chiamato vitrificazione, consente di congelare rapidamente le blastocisti in modo da preservarne la struttura e la funzionalità. Le blastocisti crioconservate possono essere scongelate e trasferite nell’utero in un ciclo successivo di trattamento.

Queste tecniche di laboratorio consentono agli embriologi di coltivare, monitorare e selezionare le blastocisti di migliore qualità per il trasferimento nell’utero, aumentando le possibilità di successo della procedura di fecondazione assistita.

 

 

La criopreservazione e la vitrificazione delle blastocisti.

La criopreservazione è una tecnica fondamentale nei centri di fertilità assistita, poiché consente la conservazione a lungo termine delle blastocisti non utilizzate per un trasferimento embrionale immediato. Questo processo permette alle coppie di conservare embrioni di buona qualità per tentativi futuri di gravidanza senza dover ripetere l’intero processo di stimolazione ovarica e fecondazione in vitro (IVF).

La vitrificazione è un metodo avanzato di criopreservazione che si basa su un processo di raffreddamento ultraveloce per proteggere le delicate strutture delle blastocisti dal danneggiamento causato dalla formazione di cristalli di ghiaccio durante il congelamento. Di seguito sono riportati alcuni dettagli chiave sul processo di vitrificazione delle blastocisti:

  1. Preparazione delle blastocisti: Prima della vitrificazione, le blastocisti vengono esposte a soluzioni di crioprotettori ad alta concentrazione. Questi crioprotettori, come etilene glicole e dimetil solfossido, penetrano nelle cellule embrionali e proteggono le strutture cellulari durante il congelamento e lo scongelamento.
  2. Processo di raffreddamento ultraveloce: Durante la vitrificazione, le blastocisti vengono rapidamente raffreddate a una velocità superiore a 20.000 gradi Celsius al minuto, passando da una temperatura ambiente a circa -196 gradi Celsius in pochi secondi. Questo raffreddamento ultraveloce impedisce la formazione di cristalli di ghiaccio dannosi all’interno delle cellule embrionali, trasformando invece i fluidi cellulari in una struttura vetroso-solidificata.
  3. Stoccaggio a lungo termine: Una volta vitrificate, le blastocisti vengono conservate in contenitori speciali chiamati dewar, che mantengono una temperatura costante di circa -196 gradi Celsius utilizzando azoto liquido. In queste condizioni, le blastocisti possono essere conservate per anni senza subire danni significativi.
  4. Scongelamento e trasferimento: Quando una coppia decide di utilizzare le blastocisti criopreservate, queste vengono scongelate in un processo controllato che inverte il congelamento ultraveloce. Le blastocisti vengono quindi valutate per verificare la loro integrità e la sopravvivenza delle cellule. Se le blastocisti mantengono una buona qualità dopo lo scongelamento, possono essere trasferite nell’utero della donna per un tentativo di gravidanza.

La vitrificazione è un metodo di criopreservazione che ha rivoluzionato la conservazione delle blastocisti, offrendo tassi di sopravvivenza e successo significativamente più elevati rispetto ai metodi di congelamento lento tradizionali. Grazie a questa tecnologia, le coppie hanno maggiori possibilità di avere un bambino utilizzando embrioni crioconservati in cicli successivi di trattamento.

 

 

La biopsia embrionale e l’analisi genetica delle blastocisti.

La biopsia embrionale è una procedura che permette di prelevare un campione di cellule dalle blastocisti per analizzare il loro patrimonio genetico. Questo può essere utile per identificare eventuali anomalie cromosomiche o genetiche che potrebbero compromettere il successo della gravidanza o causare problemi di salute al nascituro.

Questo campione di cellule viene poi sottoposto a un’analisi genetica per esaminare il DNA dell’embrione e controllare eventuali anomalie cromosomiche o genetiche.

In parole semplici, l’analisi genetica delle blastocisti aiuta a identificare se l’embrione ha un numero corretto di cromosomi e se presenta specifiche mutazioni genetiche associate a malattie ereditarie.

Ecco una spiegazione dettagliata della biopsia embrionale e dell’analisi genetica delle blastocisti, in termini semplici e comprensibili per un pubblico non esperto in materia:

  1. Biopsia embrionale: Durante la biopsia embrionale, gli embryologi utilizzano strumenti di precisione, come micromanipolatori e microscopi, per rimuovere in modo sicuro un piccolo numero di cellule dall’embrione. Nello specifico, le cellule vengono prelevate dal trofoectoderma, la parte esterna della blastocisti che formerà la placenta. La biopsia embrionale viene eseguita con estrema cura per evitare di danneggiare l’embrione.
  2. Analisi genetica: Una volta prelevate le cellule, queste vengono sottoposte a un’analisi genetica che permette di esaminare il DNA dell’embrione. Queste analisi possono includere la diagnosi genetica preimpianto (PGT-A), che verifica la presenza di anomalie cromosomiche (un numero anormale di cromosomi), e la diagnosi genetica preimpianto (PGT-M), che identifica mutazioni genetiche specifiche associate a malattie ereditarie, come la fibrosi cistica o la distrofia muscolare di Duchenne.
  3. Valutazione e selezione delle blastocisti: Dopo aver ottenuto i risultati dell’analisi genetica, gli embryologi e i medici valutano le blastocisti per determinare quali siano le più adatte per il trasferimento embrionale. Le blastocisti che presentano un patrimonio genetico normale e una buona morfologia hanno maggiori probabilità di impiantarsi con successo nell’utero e di dare origine a una gravidanza sana.

L’analisi genetica delle blastocisti tramite biopsia embrionale fornisce informazioni preziose che possono aiutare le coppie a prendere decisioni informate riguardo al trasferimento embrionale. Questa tecnica permette di ridurre il rischio di trasmissione di malattie genetiche e di aumentare le probabilità di successo dei trattamenti di fecondazione assistita.

 

 

La comunicazione tra blastocisti e endometrio per un impianto di successo.

Perché l’impianto embrionale abbia successo, è fondamentale che ci sia una comunicazione efficace tra la blastocisti e l’endometrio (il rivestimento dell’utero). Questa interazione è mediata da una serie di segnali molecolari e cellulari che aiutano a sincronizzare lo sviluppo dell’embrione e la preparazione dell’utero per l’attaccamento e la nidazione.

L’impianto embrionale è un passo cruciale nel processo di gravidanza, in cui la blastocisti (l’embrione sviluppato per circa 5-6 giorni) si attacca e si integra nell’endometrio. Perché questo processo abbia successo, è fondamentale che ci sia una comunicazione efficace tra la blastocisti e l’endometrio. In parole semplici, l’embrione e il rivestimento dell’utero devono “parlare” tra loro per assicurarsi che tutto sia pronto e sincronizzato.

Questa comunicazione avviene attraverso una serie di segnali molecolari e cellulari che coinvolgono sia l’embrione che l’endometrio. Ecco una spiegazione semplice e comprensibile delle principali interazioni tra blastocisti e endometrio per un impianto di successo:

  1. Preparazione dell’endometrio: In vista dell’impianto, l’endometrio subisce una serie di modifiche strutturali e funzionali, in un processo chiamato “ricettività endometriale”. Durante questo periodo, l’endometrio diventa più spesso e vascolarizzato, creando un ambiente ideale per l’attaccamento e la crescita dell’embrione.
  2. Segnali chimici: La comunicazione tra blastocisti e endometrio avviene attraverso segnali chimici prodotti da entrambi i tessuti. Questi segnali, come ormoni, citochine e fattori di crescita, aiutano a stabilire una “conversazione” tra l’embrione e l’utero, assicurando che il momento dell’impianto sia adeguatamente sincronizzato.
  3. Attaccamento della blastocisti: Quando la blastocisti raggiunge l’utero, si attacca all’endometrio attraverso un processo chiamato “adesione”. Questo avviene grazie a una serie di molecole chiamate integrine, presenti sia sulla superficie dell’embrione che su quella dell’endometrio, che funzionano come “velcro” per facilitare l’attaccamento.
  4. Invasione e nidazione: Una volta attaccata, la blastocisti inizia a penetrare nell’endometrio, in un processo chiamato “invasione”. In questa fase, le cellule trofoblastiche dell’embrione (quelle che formeranno la placenta) invadono l’endometrio e formano connessioni con i vasi sanguigni dell’utero, garantendo l’apporto di nutrienti e ossigeno all’embrione in crescita.

La comunicazione tra blastocisti e endometrio è fondamentale per un impianto di successo e per il successivo sviluppo della gravidanza. Pertanto, è essenziale che questi segnali molecolari e cellulari siano ben coordinati e sincronizzati per garantire l’instaurarsi di una gravidanza sana.

 

 

Fattori che influenzano la qualità delle blastocisti.

La qualità delle blastocisti può essere influenzata da diversi fattori, tra cui l’età della madre, la qualità degli ovociti e degli spermatozoi, le condizioni di coltura in laboratorio e la presenza di eventuali anomalie cromosomiche o genetiche. Una buona qualità delle blastocisti è importante per aumentare le probabilità di successo del trattamento di fertilità assistita.

La qualità delle blastocisti è un fattore importante per determinare il successo dei trattamenti di fertilità assistita, come la fecondazione in vitro (FIV). Una buona qualità delle blastocisti aumenta le probabilità di impianto nell’utero e di conseguente successo della gravidanza. Tuttavia, diversi fattori possono influenzare la qualità delle blastocisti. Ecco una spiegazione semplice e comprensibile di alcuni di questi fattori:

 

  1. Età della madre: L’età della donna è un fattore cruciale che può influenzare la qualità delle blastocisti. Con l’avanzare dell’età, la qualità degli ovociti (le cellule uovo) tende a diminuire, il che può portare a una minore qualità delle blastocisti. Questo è il motivo per cui le donne più giovani hanno generalmente maggiori probabilità di successo nei trattamenti di fertilità assistita rispetto alle donne più anziane.
  2. Qualità degli ovociti e degli spermatozoi: La qualità degli ovociti e degli spermatozoi utilizzati durante la fecondazione è un altro fattore importante che può influenzare la qualità delle blastocisti. Ovociti e spermatozoi di buona qualità possono aumentare le possibilità di sviluppo di embrioni sani e vigorosi. Al contrario, ovociti e spermatozoi di scarsa qualità possono compromettere lo sviluppo delle blastocisti.
  3. Condizioni di coltura in laboratorio: Le condizioni di coltura in laboratorio, come la temperatura, l’umidità e i nutrienti presenti nel mezzo di coltura, possono influenzare la qualità delle blastocisti. Un ambiente di coltura ottimale è fondamentale per garantire lo sviluppo sano e regolare degli embrioni. Gli embriologi monitorano attentamente queste condizioni per assicurare le migliori possibilità di successo.
  4. Anomalie cromosomiche o genetiche: La presenza di anomalie cromosomiche (un numero anormale di cromosomi) o di mutazioni genetiche specifiche (errori nel DNA) può influenzare negativamente la qualità delle blastocisti. Queste anomalie possono causare problemi di sviluppo embrionale e ridurre le probabilità di successo dei trattamenti di fertilità assistita.

 

Per aumentare le possibilità di successo dei trattamenti di fertilità assistita, è importante considerare tutti questi fattori che possono influenzare la qualità delle blastocisti. Una buona qualità delle blastocisti può tradursi in maggiori probabilità di impianto e di instaurarsi di una gravidanza sana. Pertanto, è essenziale lavorare con un team di esperti in fertilità per affrontare eventuali problemi e ottimizzare le condizioni per ottenere blastocisti di buona qualità.

Autore
Dott.ssa Priscilla Andrade

Dott.ssa Priscilla Andrade

Ginecologa presso Clinica Fertilab Barcelona

Data di pubblicazione
17 Maggio 2023
Data di aggiornamento
25 Maggio 2023

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