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Chimera 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 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 capacità senza precedenti di studiare lo sviluppo iniziale dell'embrione e organo formazione.

Come si sviluppa la chimera uomo-maiale?

Tuttavia, gli autori descrivono questo processo come abbastanza inefficiente con un basso tasso di successo di solo circa il 9%, ma hanno anche osservato che le cellule umane sono state viste funzionare con successo quando facevano parte di una chimera di maiale umano. Il basso tasso di successo è principalmente attribuito ai divari evolutivi tra l'essere umano e l'uomo maiale e inoltre non c'erano prove che le cellule umane si stessero integrando nella forma prematura di cervello tessuto. Il basso tasso di successo non è in piedi, le osservazioni mostrano che miliardi di cellule nella chimera embrione avrebbe ancora milioni di cellule umane. Il test di queste sole cellule (anche dallo 0.1% all'1%) sarebbe certamente significativo in un contesto più ampio per ottenere una comprensione a lungo termine della 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, non è chiaro se a umano-La chimera animale non potrà mai nascere. Sarà etico se nasce ma non è consentito riprodurlo rendendolo sterile? Inoltre, è discutibile anche quanta percentuale di cellule cerebrali umane possa far parte di una chimera. La chimera potrebbe potenzialmente cadere in una scomoda zona grigia come soggetto intermedio tra la ricerca sugli animali e quella umana. Gli scienziati non sanno molto della propria specie a causa dei numerosi ostacoli alla ricerca sugli esseri umani. Queste barriere includono il mancato sostegno alla ricerca sugli embrioni, il divieto di qualsiasi sperimentazione clinica relativa alla modificazione genetica della linea germinale (cellule che diventano sperma 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 vicine e simili a quelle umane. Tuttavia, se guardiamo lo studio attuale, i livelli di rigetto immunitario sono molto alti mentre parliamo. Il contributo dei suini (cellule di maiale) a ogni organo che cresce nella chimera rappresenta una sfida estremamente grande per qualsiasi idea sul successo del trapianto di organi negli esseri umani.

Tuttavia, la vera speranza per il futuro qui è quella di poter avere un nuova fonte di organi per 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 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.

***

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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