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

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

Primo studio per mostrare lo sviluppo della chimera interspecie come nuova fonte di organi per i trapianti

In uno studio pubblicato su Cell1, le chimere – che prendono il nome dal mitico mostro leone-capra-serpente – sono realizzate per la prima volta combinando materiale umano e animale. Il cellule umane può essere visto con successo crescere all'interno di un maiale dopo che le cellule staminali umane (che hanno la capacità di svilupparsi in qualsiasi tessuto) sono state iniettate nell'embrione di maiale da una tecnologia di cellule staminali all'avanguardia.

Questo studio condotto dal professor Juan Carlos Izpisua Belmonte al Salk Institute for Biological Studies in California è un enorme passo avanti e un lavoro pionieristico nella comprensione e nella realizzazione del potenziale di chimere interspecie e fornisce una capacità senza precedenti di studiare lo sviluppo precoce dell'embrione e la formazione di organi.

Come si sviluppa la chimera uomo-maiale?

Tuttavia, gli autori descrivono questo processo come abbastanza inefficiente con una bassa percentuale di successo di solo il 9% circa, ma hanno anche osservato che cellule umane sono stati visti funzionare con successo quando facevano parte di una chimera umano-maiale. Il basso tasso di successo è principalmente attribuito ai divari evolutivi tra uomo e maiale e inoltre non c'erano prove che le cellule umane si stessero integrando nella forma prematura del tessuto cerebrale. Il basso tasso di successo non sta in piedi, le osservazioni mostrano che miliardi di cellule nel l'embrione di chimera avrebbe ancora milioni di cellule umane. Il test di queste cellule da sole (anche dallo 0.1% all'1%) sarebbe certamente significativo in un contesto più ampio per ottenere una comprensione a lungo termine di chimera interspecie.

Nello stesso periodo è stato pubblicato anche uno studio correlato sulla chimera su Nature guidato da Hiromitsu Nakauchi presso lo Stanford Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine che riporta isolotti funzionali nelle chimere ratto e 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.

Se prendiamo in considerazione tutte le considerazioni etiche, è incerto se una chimera uomo-animale possa mai nascere. Sarà etico se nasce ma non gli è permesso riprodursi rendendolo sterile? Inoltre, è discutibile anche quanta percentuale di cellule cerebrali umane possa far parte della chimera. La chimera potrebbe potenzialmente cadere in qualche zona grigia scomoda come soggetto tra la ricerca sugli animali e quella umana. Gli scienziati non sanno molto della propria specie a causa delle numerose barriere alla ricerca sugli esseri umani. Queste barriere includono nessun supporto per la ricerca sugli embrioni, il divieto di qualsiasi sperimentazione clinica relativa alla modifica genetica della linea germinale (cellule che diventano spermatozoi o ovuli) e 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 nonostante sia eticamente impegnativo e segna il primo passo verso la generazione di organi umani trapiantabili utilizzando animali di grandi dimensioni (maiale, mucca, ecc.) il cui organo le dimensioni e la fisiologia sono molto simili e simili a quelle umane. Tuttavia, se guardiamo allo studio attuale, i livelli di rigetto immunitario sono molto alti mentre parliamo. I contributi del maiale (cellule del maiale) in ogni organo che cresce nella chimera è una sfida estremamente grande per qualsiasi pensiero sul successo organo trapianto nell'uomo.

Tuttavia, la vera speranza per il futuro qui è quella di poter avere un nuova fonte di organi per i trapianti negli esseri umani utilizzando cellule staminali e tecnologie di editing genetico. Questo è importante e la necessità del momento, data l'enorme necessità di trapianto tra i pazienti, molti dei quali muoiono in lista d'attesa (soprattutto con esigenze di reni e fegato) e anche l'enorme mancanza di donatori sufficienti.

Gli autori affermano che questo studio avrà un impatto anche su altre aree di ricerca correlate. Il continuo sviluppo di chimere con relativamente più tessuto umano ha implicazioni e utilità nello studio dell'insorgenza di malattie nell'uomo e per lo screening dei farmaci prima delle sperimentazioni su partecipanti umani, oltre a comprendere le differenze tra le specie. In questo studio, la tecnologia non è stata utilizzata per le chimere umane, ma teoricamente parlando in futuro potrebbe essere escogitata una metodologia complementare nel tentativo di utilizzare le chimere per rendere umane organi per trapianto. Più lavoro in quest'area fornirà approfondimenti sul possibile successo e sui limiti di queste tecnologie quando vengono utilizzate per sviluppare chimera.

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.

***

{Puoi leggere il documento di ricerca originale facendo clic sul collegamento DOI indicato di seguito nell'elenco delle fonti citate}

Fonte (s)

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

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

Squadra SCIEU
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