I ricercatori israeliani stanno coltivando embrioni al di fuori dell’utero più a lungo di quanto sia mai stato possibile, aprendo accese polemiche sulla direzione che si vuole intraprendere con queste ricerche.
di Antonio Regalado
Le fotografie da sole raccontano una storia fantastica: un embrione di topo, completo di cellule cardiache che pulsano, una testa e un abbozzo di arti, vivo e in crescita in un vasetto di vetro. Secondo un gruppo di scienziati israeliani, che ha scattato la foto, i ricercatori hanno coltivato topi in un grembo artificiale per 11 o 12 giorni, circa la metà del periodo di gestazione naturale dell’animale.
Si tratta di un record per lo sviluppo di un mammifero al di fuori dell’utero e l’affermazione del team di ricerca secondo cui gli embrioni umani potrebbero essere i prossimi ha sollevato enormi questioni etiche.”Ora si pongono le basi per altre specie”, afferma Jacob Hanna, biologo dello sviluppo presso il Weizmann Institute of Science, che ha guidato il team di ricerca. “Spero che verrà permesso agli scienziati di far crescere embrioni umani fino alla quinta settimana”.
La crescita di embrioni umani in laboratorio per così tanto tempo, fino al primo trimestre, metterebbe la scienza in rotta di collisione con il dibattito bioetico sulla possibilità di disporre della vita dell’essere umano sin dalle primissime fasi del suo sviluppo. Hanna crede che gli embrioni cresciuti in laboratorio potrebbero essere un sostituto della ricerca per i tessuti derivati dagli aborti e forse anche una fonte di tessuti per terapie mediche.
Come è stato fatto l’esperimento
Il team di Hanna ha aggiunto agli embrioni di topo siero di sangue da cordoni ombelicali umani, agitandoli poi in vasetti di vetro e pompando una miscela di ossigeno pressurizzata. Il processo è stato paragonato alla ventilazione meccanica per un paziente di covid-19.
“L’ossigeno viene immesso con forza nelle cellule”, egli spiega. “Il paziente ne trae beneficio e il sistema sanguigno e tutti i principali gruppi di organi funzionano”.
Un video realizzato dai ricercatori del Weizmann Institute of Science mostra embrioni di topo con il cuore che batte. Il laboratorio sta cercando di capire fino a che punto gli embrioni possono essere coltivati in laboratorio. Gli embrioni di topo sono morti solo dopo essere diventati troppo grandi perché l’ossigeno si diffondesse attraverso di loro, poiché mancano del naturale apporto di sangue che una placenta potrebbe fornire.
Il lavoro apre una finestra scientifica sulle prime fasi embrionali, che normalmente si svolgono all’interno dell’utero. In una pubblicazione sulla rivista “Nature”, il team israeliano descrive una serie di esperimenti in cui hanno aggiunto tossine, coloranti, virus e cellule umane ai topi embrionali in via di sviluppo, il tutto per studiare cosa sarebbe accaduto. “È un tour de force decisamente impressionante”, afferma Alfonso Martinez Arias, biologo dello sviluppo e ricercatore di cellule staminali presso l’Università Pompeu Fabra in Spagna, che non è stato coinvolto nella ricerca.
Il prossimo turno: gli esseri umani
Hanna dice che gli scienziati sono intenzionati a sviluppare anche embrioni umani in questo modo. Riconosce che le immagini di embrioni umani cresciuti in laboratorio con una forma approssimativamente riconoscibile – testa, coda e abbozzo degli arti – potrebbero essere scioccanti. L’equivalente umano dei topi di 12 giorni di Hanna sarebbe un embrione di tre mesi.
“Capisco le difficoltà. Stiamo entrando in un campo con rilevanti implicazioni etiche”, dice Hanna. Tuttavia, afferma di poter lanciare un messaggio tranquillizzante perché i ricercatori studiano già embrioni umani di cinque giorni nelle cliniche di fecondazione in vitro, che sono “saccheggiati” in questo processo. “Io raccomanderei di coltivarlo fino al giorno 40 e poi di smaltirlo”, dice Hanna. “Invece di ottenere tessuti dagli aborti, prendiamo una blastocisti e coltiviamola”.
La ricerca fa parte di un’esplosione di nuove tecniche e idee per studiare lo sviluppo embrionale iniziale. Nello stesso numero di “Nature”, altri due gruppi di ricerca affrontano questo argomento. I team di ricercatori hanno indotto le normali cellule della pelle e le cellule staminali ad auto assemblarsi in blastoidi, una forma simile all’embrione umano, e li hanno fatti crescere per circa 10 giorni in laboratorio.
Diversi tipi di modelli artificiali di embrioni sono stati descritti in precedenza, ma quelli del nuovo studio sono tra i più completi, perché possiedono le cellule necessarie per formare una placenta. Ciò significa che sono un passo avanti verso l’essere embrioni umani vitali che potrebbero svilupparsi ulteriormente, anche fino alla nascita.
Gli scienziati dicono che non tenterebbero mai di portare avntia una gravidanza con embrioni artificiali, un atto che oggi sarebbe vietato nella maggior parte dei paesi. Invece, dice Hanna, un ovvio passo successivo sarebbe aggiungere questi modelli di embrioni al suo sistema di “vasi rotanti” e vedere quanto possono svilupparsi ulteriormente. “Ci sono voluti sei anni di lavoro molto intenso per portare questo sistema dove si trova”, dice Hanna. “Abbiamo l’obiettivo di farlo anche con embrioni sintetici”.
La fase sotto osservazione è quella iniziale
Per ora, la tecnologia dell’utero artificiale rimane “complessa e costosa”, afferma Martinez Arias. Non crede che molti altri laboratori saranno in grado di usarla, limitando il suo impatto a breve termine, e non è favorevole a far crescere embrioni umani in questo modo: “Dovremo valutarne l’utilità con grande attenzione”.
La tecnologia del topo all’interno di un vasetto necessita anche di altri miglioramenti, dice Hanna. Non è stata in grado di far crescere i topi a partire da un ovulo fecondato fino al giorno 12. Invece, ha raccolto embrioni di 5 giorni da topi gravidi e li ha spostati nell’incubatrice, dove hanno vissuto un’altra settimana. Il problema è che attualmente gli embrioni di topo si sviluppano correttamente solo se possono essere attaccati a un vero utero di topo, almeno per un breve periodo.
Il team sta lavorando all’adattamento della procedura in modo che si possano sviluppare i topi interamente in vitro. Hanna dice che non gli interessa creare nuovi topi all’interno del laboratorio. Il suo obiettivo è osservare e manipolare lo sviluppo iniziale.
Al di là del divieto
Gli studi a lungo termine su embrioni umani vivi che si sviluppano in laboratorio sono attualmente vietati in base alla cosiddetta regola dei 14 giorni, una linea guida (e una legge in alcuni paesi) secondo la quale agli embriologi è stato vietato di coltivare embrioni umani per più di due settimane. Tuttavia, un’organizzazione scientifica chiave, la International Society for Stem Cell Research, o ISSCR, ha in programma di chiedere l’annullamento del divieto e consentire ad alcuni embrioni di crescere più a lungo.
Hanna dice che questo significa che potrebbe far crescere embrioni umani nella sua incubatrice, a patto che i comitati etici israeliani approvino, come lui pensa succederà. “Una volta aggiornate le linee guida, potrò portare avanti l’esperimento. “Abbiamo bisogno di vedere embrioni umani durante la fase di gastrulazione e della formazione di organi e iniziare a ‘perturbarli’”, spiega Hanna. “Il vantaggio di far crescere embrioni umani fino alla terza, quarta e quinta settimana è inestimabile. Penso che questi esperimenti dovrebbero almeno essere considerati. Se riusciamo ad arrivare a un embrione umano avanzato, possiamo imparare veramente tanto”.
Hanna afferma che per rendere tali esperimenti più accettabili, gli embrioni umani potrebbero essere modificati per limitare il loro potenziale di sviluppo completo. Una possibilità sarebbe quella di installare mutazioni genetiche in un canale del calcio in modo da impedire al cuore di battere.
Ho chiesto ad Hanna se avesse chiesto consiglio a esperti di etica o figure religiose. Ha detto di no. Attende invece il parere del suo ordine professionale e il nulla osta del comitato di etica dalla sua università. “L’ISSCR è il mio rabbino”, egli dice.
Potrebbero esserci applicazioni pratiche inaspettate della crescita di embrioni umani in vasetti. William Hurlbut, medico e bioetico della Stanford University, afferma che il sistema gli suggerisce un modo per ottenere organi primitivi, come cellule di fegato o pancreas, da embrioni umani fino a tre mesi, che potrebbero essere ulteriormente coltivati e utilizzati nella medicina dei trapianti. Hanna concorda che questa sia una potenziale direzione per la tecnologia.
“La frontiera scientifica si sta spostando dalle molecole e dalle provette agli organismi viventi”, afferma Hurlbut. “Non credo che l’espianto di organi sia così inverosimile. Alla fine ci si potrebbe arrivare. Ma è molto difficile, perché le caratteristiche individuali sono molto differenti.
(rp)
