Dopo tre anni di visite a mezzanotte, si stancò. Basandosi sul lavoro di altri, ha lavorato con la sua futura moglie, Ruth Fowler, per sviluppare uno schema con il quale ha persuaso gli animali ad ovulare durante il giorno. Somministrando particolari combinazioni e dosi di ormoni, poteva controllare il numero di uova che le femmine di topo avrebbero prodotto e i tempi dell’ovulazione. Inoltre, ha esteso il lavoro precedente per capire come produrre uova dormienti rimosse da un’ovaia verso la maturazione – fuori dal corpo della femmina. Questi esperimenti e altri stabilirono la tempistica di molte fasi chiave della fecondazione e dei successivi eventi necessari per la riproduzione, come l’impianto dell’embrione nell’utero.
I successi prefigurarono il suo successivo lavoro sugli esseri umani e ne gettarono le basi. Infatti, gran parte della sua conoscenza del sistema riproduttivo del topo e la sua crescente capacità di manipolare gli eventi cruciali per la fecondazione e la crescita embrionale gli diedero un vantaggio sulle sfide che affrontò più tardi, quando si confrontò con il compito di superare l’infertilità umana. Molto presto, si rese conto che se avesse potuto tradurre il suo lavoro dai topi agli esseri umani, avrebbe potuto forse affrontare i problemi di infertilità umana e diagnosticare i disturbi genetici prima ancora che un embrione si impiantasse.
Convinse diversi ginecologi a dargli fette di ovaie umane di donne che dovevano subire un intervento chirurgico per motivi medici. Da questi campioni di tessuto, estrasse degli ovuli che non avevano ancora fatto un passo impegnato verso l’ovulazione. Anche se i ricercatori erano riusciti in questa impresa utilizzando alcuni tipi di animali, i tentativi con gli ovuli umani erano falliti. La saggezza convenzionale sosteneva che il processo avrebbe richiesto 12 ore, ma dopo questo lasso di tempo, le uova continuavano a rimanere inattive, senza alcuna indicazione che si fossero avvicinate alla maturazione. Ha iniziato a chiedersi se 12 ore fossero sufficienti e ha iniziato ad aspettare sempre più a lungo prima di rinunciare alle uova apparentemente inerti. Infine, i cromosomi divennero visibili – uno dei passi chiave della maturazione – dopo 25 ore. Ha documentato la sequenza di eventi durante la maturazione delle uova umane in una provetta, e ha scoperto che le uova impiegavano circa 37 ore per maturare.
Presto ha scoperto che anche altre idee popolari avevano dei difetti. Gli scienziati pensavano che lo sperma avesse bisogno di essere esposto alle secrezioni del tratto riproduttivo della donna prima di essere competente per la fecondazione. Ma Edwards dimostrò che lo sperma fresco dall’eiaculato di un uomo avrebbe funzionato. Così facendo, aveva ottenuto la fecondazione completamente al di fuori del corpo della donna, e pubblicò questo progresso nel 1969.
Anche se celebrava questo successo, si rese conto che rimaneva un grosso ostacolo. Altri ricercatori avevano dimostrato che gli ovuli animali fecondati che erano maturati in piatti di coltura si sarebbero sviluppati per un po’ e poi gli embrioni sarebbero morti. Edwards aveva bisogno di uova maturate nell’ovaio, non in una provetta.
Alla ricerca di soluzioni, si immerse nella letteratura. Venne a conoscenza del lavoro chirurgico di Patrick Steptoe. A quel tempo, un’operazione chiamata laparotomia forniva il mezzo standard per esplorare il tratto riproduttivo di una donna. I chirurghi aprivano la cavità addominale per poter vedere e sentire i tessuti e gli organi. In questo modo, cercavano di individuare le diagnosi che non potevano essere inchiodate da test meno invasivi come i raggi X e le misurazioni ormonali.
Nei tardi anni ’60, si stava sviluppando un mezzo più sicuro e meno invasivo per scrutare l’addome. Questo metodo era chiamato laparoscopia e comportava solo una piccola incisione. Con questa tecnica, i chirurghi inserivano un dispositivo simile a un telescopio per visualizzare gli organi e i tessuti interni. Steptoe aveva raccolto fluidi dal tratto riproduttivo delle donne – perché non uova?
Edwards e Steptoe si unirono nel 1968, e decisero che Steptoe avrebbe ottenuto gli ovuli maturi direttamente dalle donne tramite laparoscopia. Avrebbe dovuto prelevare gli ovuli direttamente dall’ovaia senza danneggiarli. Per sapere quando eseguire la procedura, avrebbero usato ormoni per controllare il ciclo mestruale e stimolare l’ovulazione. In un momento critico verso la fine del programma di maturazione, Steptoe avrebbe raccolto le uova e poi Edwards avrebbe cercato di fecondare queste uova in un piatto di coltura con lo sperma eiaculato del potenziale padre. Se le stime di tempo di Edwards erano giuste, le uova sarebbero state in uno stadio perfetto per accogliere lo sperma.
Questo processo funzionò, e le uova fecondate raddoppiarono più volte, sviluppandosi fino al punto in cui gli embrioni erano composti da otto e sedici cellule. Nel 1971, il team aveva spinto l’embrione a svilupparsi oltre queste prime divisioni cellulari fino al punto in cui si poteva distinguere tra le cellule che sarebbero diventate il feto e quelle che sarebbero diventate la placenta. Creare e far crescere gli embrioni in laboratorio era diventata una routine. Il team decise che era il momento di provare a trasferirli alle loro madri attraverso il canale cervicale.
La sostituzione degli embrioni in madri sterili iniziò nel 1972. Diverse gravidanze di breve durata si svilupparono nei primi anni ’70, e Edwards si chiese perché questi embrioni abortissero spontaneamente. Si rese conto che i trattamenti ormonali erano difettosi. Anche se gli ormoni stimolavano la formazione di più uova e aumentavano le possibilità di successo aumentando la probabilità di fecondazione e il successivo impianto, causavano anche la perdita del rivestimento dell’utero proprio quando l’embrione doveva impiantarsi. Edwards e Steptoe hanno modificato il regime ormonale e hanno generato una gravidanza. Sfortunatamente, l’embrione si è fermato in una tuba di Falloppio e Steptoe ha dovuto interrompere questa gravidanza ectopica a 13 settimane. Hanno deciso di non manipolare più il ciclo mestruale. Ma se non avessero dato farmaci per la fertilità, il corpo della donna avrebbe prodotto un solo uovo per ciclo.
Ciononostante, decisero di fare questo salto. Se sapevano esattamente quando l’uovo sarebbe maturato, ragionarono, Steptoe poteva prenderlo esattamente in quel momento. Previdero quando la donna avrebbe ovulato misurando la concentrazione di un particolare ormone nelle sue urine, chiamato ormone luteinizzante (LH). Un determinato lasso di tempo dopo, Steptoe eseguì la laparoscopia e recuperò il singolo uovo. La sua tecnica era progredita al punto di avere successo la maggior parte delle volte – anche se ora aveva solo un singolo obiettivo.
Nell’autunno del 1976, Edwards e Steptoe incontrarono le Brown, e accettarono di provare la loro procedura su Lesley Brown, che non aveva tube di Falloppio. Il 9 novembre 1977, l’LH si impennò e il giorno dopo presero l’uovo e lo fecondarono. Il 25 luglio nacque Louise Brown. Il primo ‘bambino in provetta’ era arrivato.
Durante il decennio che precedette questo monumentale successo, intorno al lavoro di Edwards e Steptoe infuriarono battaglie etiche. Molte persone credevano che il concepimento fosse sacro e che gli embrioni avessero pieni diritti dal momento della fecondazione. Alcuni scienziati temevano che dagli embrioni creati in provetta sarebbero nati bambini anormali e accusavano Edwards e Steptoe di ingannare i loro pazienti con false speranze. Edwards si impegnò in queste discussioni sul suo lavoro, e pubblicò il primo articolo sull’etica della FIVET nel 1971 con l’avvocato David Sharpe. In quell’articolo, discussero la possibilità di alleviare l’infertilità, usando la diagnosi genetica pre-impianto per evitare disturbi medici legati al sesso, la possibilità di modificare gli embrioni e altre questioni che persistono ancora oggi, 30 anni dopo.
Edwards co-fondò una delle prime cliniche di FIVET nel mondo a Bourn Hall, Cambridge nel 1980. Lo stesso anno, un “bambino in provetta” è nato negli Stati Uniti. Nel 1990, il numero è salito a 4000 negli Stati Uniti, e nel 1998, ha raggiunto 28.500. Il baby boom della FIVET sta esplodendo allo stesso modo in tutto il mondo.
Il lavoro di Edwards e Steptoe ha generato una varietà di nuove tecniche che hanno raggiunto in profondità il mondo della scienza riproduttiva. Ora, l’infertilità raramente sorprende l’establishment medico. Poiché i medici possono ora iniettare un singolo spermatozoo in un ovulo, sia gli uomini sterili che le donne sterili possono avere figli. Con questo progresso, chiamato Intracytoplasmic Sperm Injection (ICSI), anche gli uomini che ospitano un piccolo numero di spermatozoi possono avere figli. Il lavoro di Edwards ha posto le basi per la diagnosi genetica pre-impianto. Gli scienziati possono testare se un embrione porta una malattia ereditaria prima di depositarlo nella madre.
Robert Edwards ha affrontato molti ostacoli scientifici, culturali ed etici nel corso della sua carriera. Ha affrontato i dilemmi morali con pensiero ponderato, e quelli scientifici con spirito creativo e dedizione. Ogni volta che incontrava un ostacolo, si grattava la testa ed escogitava possibili modi per aggirarlo. Attraverso l’osservazione attenta e l’esplorazione clinica, lui e Steptoe perseverarono e riuscirono a trasformare un intero campo e la vita di milioni di persone.
di Evelyn Strauss
Pubblicazioni chiave di Robert Edwards
Fowler, R.E. e Edwards, R.G. (1957). Induzione di superovulazione e gravidanza in topi maturi da gonadotrofi. J. Endocrin. 15, 374-384.
Edwards, R.G. (1965). Maturazione in vitro di ovociti ovarici di topo, pecora, mucca, maiale, scimmia rhesus e umana. Natura. 208, 349-351.
Cole, R.J., Edwards, R.J., e Paul, J. (1966). Citodifferenziazione ed embriogenesi in colonie di cellule e colture di tessuti derivati da ovuli e blastocisti del coniglio. Dev. Biol. 13, 385-407.
Gardner, R.L. e Edward, R.J. (1968). Controllo del rapporto tra i sessi a termine nel coniglio mediante il trasferimento di blastocisti sessuate. Nature 218, 346-349.
Edwards, R.G., Bavister, B.D., and Steptoe, P.C. (1969). Prime fasi di fecondazione in vitro di ovociti umani maturati in vitro. Natura. 221, 632-635.
Steptoe, P.C. e Edwards, R.G. (1978). Nascita dopo il reimpianto di un embrione umano. Lancet. 2, 366.
Edwards, R. G., Steptoe, P.C., and Purdy, J. M. (1980). Stabilire gravidanze umane a termine usando embrioni cresciuti in vitro. Br. J. Obstet. Gynaecol. 87, 737-756.
Steptoe, P.C., Edwards, R.G., and Purdy, J. M. (1980). Aspetti clinici delle gravidanze stabilite con embrioni cresciuti in vitro. Br. J. Obstet. Gynaecol. 87, 757-768.
Edwards, R.G. (1981). Bambini in provetta, 1981. Natura. 29, 253-256.
Edwards, R.G. (1997). Recenti progressi scientifici e medici nella concezione umana assistita. Int. J. Dev. Biol. 41, 255-262.
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