Chimera interspecie: nuova speranza per le persone che necessitano di trapianto di organi

Primo studio a dimostrare lo sviluppo di chimere interspecie come nuova fonte di organi per trapianti

In uno studio pubblicato su Cell ¹ , sono state create per la prima volta delle chimere – chiamate così in onore del mitico mostro metà leone, metà capra e metà serpente – combinando materiale umano e metà animale. Le cellule umane sono state osservate crescere con successo all'interno di un maiale dopo che cellule staminali umane (che hanno la capacità di svilupparsi in qualsiasi tessuto) sono state iniettate nell'embrione di maiale mediante una tecnologia all'avanguardia per la somministrazione di cellule staminali.

Questo studio, condotto dal professor Juan Carlos Izpisua Belmonte presso il Salk Institute for Biological Studies in California, rappresenta una svolta epocale e un lavoro pionieristico nella comprensione e nella realizzazione del potenziale delle chimere interspecifiche , offrendo una capacità senza precedenti di studiare lo sviluppo embrionale precoce e la formazione degli organi.

Come si sviluppa la chimera uomo-maiale?

Tuttavia, gli autori descrivono questo processo come piuttosto inefficiente, con un basso tasso di successo di solo il ~9%, ma hanno anche osservato che le cellule umane funzionavano correttamente quando facevano parte di una chimera uomo-maiale. Il basso tasso di successo è principalmente attribuito alle lacune evolutive tra uomo e maiale e anche al fatto che non vi erano prove che le cellule umane si integrassero nella forma immatura del tessuto cerebrale . Nonostante il basso tasso di successo, le osservazioni mostrano che miliardi di cellule nell'embrione chimerico conterrebbero comunque milioni di cellule umane. Il test di queste sole cellule (anche solo dallo 0.1% all'1%) sarebbe certamente significativo in un contesto più ampio per raggiungere una comprensione a lungo termine delle chimere interspecie.

Uno studio correlato sulle chimere è stato pubblicato all'incirca nello stesso periodo su Nature, condotto da Hiromitsu Nakauchi dello Stanford Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, che riporta la presenza di isole pancreatiche funzionali nelle chimere ratto-topo ².

Discussione etica sulle chimere, fino a che punto possiamo andare?

Tuttavia, gli studi relativi allo sviluppo delle chimere interspecie sono anche eticamente discutibili e sollevano preoccupazioni su quanto tali studi possano essere fatti e siano legalmente e socialmente accettabili. Ciò implica responsabilità etica e organi decisionali legali e solleva anche diverse questioni.

Considerando tutti gli aspetti etici, è incerto se una chimera uomo -animale possa mai nascere. Sarebbe etico se nascesse ma non le fosse permesso di riprodursi, rendendola sterile? Inoltre, è discutibile anche la percentuale di cellule cerebrali umane che una chimera potrebbe effettivamente avere. La chimera potrebbe potenzialmente collocarsi in una zona grigia, a metà strada tra la ricerca sugli animali e quella sugli esseri umani. Gli scienziati non conoscono a fondo la propria specie a causa dei numerosi ostacoli alla ricerca sugli esseri umani. Questi ostacoli includono la mancanza di sostegno alla ricerca sugli embrioni, il divieto di qualsiasi sperimentazione clinica relativa alla modificazione genetica della linea germinale (cellule che si trasformano in spermatozoi o ovuli) e le limitazioni alla ricerca sulla biologia dello sviluppo umano.

Senza dubbio, gli scienziati dovranno affrontare queste domande al momento opportuno piuttosto che evitarle. Tali sforzi forniranno una base e faranno avanzare la strada per ulteriori ricerche che siano eticamente valide e forniranno intuizioni più profonde sull'"essere umani".

Gli autori affermano categoricamente che il loro obiettivo è principalmente capire come le cellule di due specie diverse (maiale e umana qui) si mescolano, si differenziano e si integrano e che hanno analizzato la chimera uomo-maiale in una fase molto precoce dello sviluppo.

Molteplici sfide ma immensa speranza per il futuro

Questo studio è entusiasmante, pur ponendo sfide etiche, e rappresenta il primo passo verso la generazione di organi umani trapiantabili utilizzando animali di grossa taglia (maiale, mucca, ecc.) le cui dimensioni e fisiologia sono molto simili a quelle umane. Tuttavia, se consideriamo lo studio attuale, i livelli di rigetto immunitario sono molto elevati. Il contributo di cellule suine (provenienti dal maiale) in ogni organo che si sviluppa nella chimera rappresenta una sfida enorme per qualsiasi ipotesi di successo nel trapianto di organi nell'uomo.

Tuttavia, la vera speranza per il futuro risiede nella possibilità di disporre di una nuova fonte di organi per i trapianti umani, grazie all'utilizzo di tecnologie basate su cellule staminali e sulla modifica genetica. Questo è fondamentale e urgente, data l'enorme necessità di trapianti tra i pazienti, molti dei quali muoiono in lista d'attesa (soprattutto per quanto riguarda reni e fegato), e la grave carenza di donatori.

Gli autori affermano che questo studio avrà un impatto anche su altre aree di ricerca correlate. Il continuo sviluppo di chimere con una quantità relativamente maggiore di tessuto umano ha implicazioni e utilità nello studio dell'insorgenza di malattie negli esseri umani e per lo screening di farmaci prima delle sperimentazioni su partecipanti umani oltre alla comprensione delle differenze tra le specie. In questo studio, la tecnologia non è stata utilizzata per le chimere umane, ma in teoria in futuro potrebbe essere ideata una metodologia complementare nel tentativo di utilizzare le chimere per realizzare organi umani per i trapianti. Ulteriori lavori in quest'area forniranno informazioni sul possibile successo e sui limiti di queste tecnologie quando utilizzate per sviluppare chimere.

Questo è un primo e cruciale studio sullo sviluppo delle chimere umane e animali e apre la strada a una maggiore comprensione da parte della comunità scientifica dei percorsi di creazione e sviluppo delle cellule in un ambiente animale.

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Fonte (s)

1. Wu J et al. 2018. Chimerismo interspecifico con cellule staminali pluripotenti di mammiferi. Cell . 168(3). https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036

2. Yamaguchi T et al. 2018. L'organogenesi interspecie genera isole pancreatiche autologhe funzionali. Nature. 542. https://doi.org/10.1038/nature21070

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