Cinquantamila.it La storia raccontata da Giorgio Dell'Arti

L’esperimento, in linea teorica, rappresenta il via libera allo sviluppo di un embrione fuori dall’utero: visto che tutte le fasi sono state portate avanti tra le quattro mura di un laboratorio. Ma la possibilità di dare origine a una nuova forma di vita, giurano i ricercatori italiani interpellati in serata, è destinata a trovare applicazione al massimo nella zootecnia. Nessun allarme, dunque: l’ipotesi di creare una vita umana evitando il passaggio attraverso il grembo materno è destinata a rimanere soltanto sulla carta. Eppure i risultati di uno studio diffuso attraverso le colonne della rivista «Science» rappresentano una primizia di cui non è possibile non tenere conto.
La scoperta
Per la prima volta un gruppo di ricercatori dell’università di Cambridge – finanziato dal Wellcome Trust e dal Consiglio europeo della ricerca – è riuscito infatti a creare una struttura simile a un embrione di topo, utilizzando due tipi di cellule staminali embrionali coltivate su un «ponteggio» tridimensionale: utile a farle crescere fuori dall’utero. I ricercatori hanno assemblato cellule staminali tradizionali modificate (ma non è chiaro con quale sistema) e cellule del trofoblasto (precursore della placenta) per ricreare e guidare le primissime fasi dello sviluppo dell’embrione. L’insieme ha iniziato ad assemblarsi e a crescere, con un’architettura descritta come molto vicina a quella dell’embrione naturale. «Abbiamo notato che sia le cellule embrionali sia quelle extraembrionali hanno iniziato a comunicare tra loro e si sono organizzate in una struttura simile, anche nei comportamenti, a un embrione», afferma Magdalena Zernicka-Goetz, ricercatrice del dipartimento di fisiologia, sviluppo e neuroscienze, che ha guidato la ricerca. «Tutte le regioni risultavano anatomicamente corrette e sviluppate nel posto e al momento giusto. Senza questa sinergia, la formazione di un essere vivente non avverrebbe correttamente». Entusiasta dei risultati anche Carlo Alberto Redi, direttore del laboratorio di biologia dello sviluppo dell’Università di Pavia. «È un risultato molto importante: viene indicata per la prima volta la possibilità che un embrione ha di svilupparsi fuori dall’utero, almeno in linea teorica». Secondo gli autori del documento, che di recente hanno sviluppato una tecnica che permette di sviluppare blastocisti in vitro oltre la fase di impianto, questo ultimo sviluppo potrebbe contribuire a superare uno dei principali ostacoli alla ricerca sugli embrioni umani. Ovvero: la loro carenza. «Pensiamo che sia possibile imitare un sacco di eventi che si verificano prima del quattordicesimo giorno dalla fecondazione, usando cellule staminali embrionali ed extra-embrionali umane». Sapere quello che si verifica normalmente, in sostanza, potrebbe consentire di qua a qualche anno di capire quale «interruzione» – decisiva ai fini dello sviluppo di una malattia – avvenga nelle prime ore di vita di un embrione.
Difficile il «bis» sull’uomo
La prospettiva appare comunque limitata alla definizione di ciò che accade nella prima fase della vita di un nuovo individuo. Più complesso è infatti l’iter che dovrebbe portare all’origine di un feto sano. Affinché questo avvenga, occorrerebbe utilizzare anche le cellule staminali che determinano la formazione del sacco vitellino, la cui rete di vasi sanguigni è indispensabile per il nutrimento dell’embrione. La struttura non è però stata rilevata nell’ultimo esperimento. Difficilmente, dunque, avverrà il «bis» sull’uomo: almeno nel breve periodo. Lo studio, come spiega Bruno Dellapiccola, direttore scientifico dell’Ospedale Pediatrico Bambino Gesù di Roma, «è stato condotto per capire cosa accade nelle primissime fasi dello sviluppo dell’embrione, di cui conosciamo relativamente poco». Secondo il genetista «si tratta di un modello che non ha nessun effetto di tipo terapeutico e che non potrà mai essere applicato alla salute umana».

Fabio Di Todaro

***

Il biologo Redi: «Non è creare la vita, è riassemblarla come un Lego»
Le scienze della vita, la biologia, in queste ultime due decadi hanno visto rivoluzionare i propri paradigmi concettuali e strumentali e passare dalla tradizionale «descrizione» del vivente alla capacità di «sintetizzare» il vivente. Si badi bene, non «creare» ma sintetizzare: in altri termini impiegare ciò che è già vivente e riassemblarlo in termini diversi, in una sorta di «Lego» delle strutture del vivente. Già Craig Venter con la sintesi di Syntia aveva dimostrato questa capacità dei biologi. Oggi si aggiunge un’altra evidenza di grande rilievo grazie al lavoro di Sarah Ellys Harrison e colleghi (guidati da Magdalena Zernicka-Goetz) dell’Università di Cambridge. Mescolando cellule staminali embrionali e cellule staminali di derivati extra-embrionali (cellule precursori di strutture che partecipano alla formazione della placenta) i biologi di Cambridge sono riusciti a sviluppare in vitro strutture che mimano tutti i fenomeni biologici delle primissime fasi dello sviluppo embrionale pre-impianto. In altri termini hanno messo a punto un sistema sperimentale per studiare in modo puntuale, riduzionista ed estremamente fine a livello molecolare gli accadimenti cellulari e molecolari che caratterizzano il passaggio da embrione composto da pochissime cellule ad embrione nel quale si originano anche le cellule germinali.
L’intuizione alla base dello studio è una sorta di uovo di Colombo: coltivare le cellule su uno scheletro di proteine tridimensionale e non bidimensionale! In tal modo le cellule acquisiscono quella che si chiama «informazione da posizione» e riescono ad indirizzare tutte le fasi della morfogenesi mimando lo sviluppo degli embrioni naturali con la differenziazione cellulare verso tutti i tipi cellulari che vengono a comporre l’embrione nelle primissime fasi dello sviluppo. Grazie al dialogo che si instaura tra le cellule staminali embrionali e quelle dei derivati extra-embrionali (trofoblasto) l’insieme delle cellule messe in coltura accende un’autorganizzazione che ricapitola esattamente la costruzione architetturale degli embrioni naturali.
In tal modo è stato possibile non solo mettere in evidenza i fattori di crescita (geni, proteine) che intervengono nel decidere la differenziazione cellulare di queste primissime fasi ma anche stabilire la cascata di eventi, in una architettura spazio-temporale, che li vede legati in una precisa gerarchia, in un preciso ordine. È questo un solido avanzamento del sapere embriologico che aiuterà a capire perchè in natura la stragrande maggioranza degli eventi di fecondazione non giungano all’impianto dell’embrione (più del 50% degli eventi di fecondazione vanno persi prima dell’impianto). Questo modello di embriologia sperimentale dei mammiferi realizza poi una delle promesse della biologia delle cellule staminali embrionali: «portare in provetta la malattia» e studiare sin dalle primissime fasi dello sviluppo embrionale l’evolversi della malattia. Le staminali embrionali sono una necessità della biologia, non un’alternativa alle staminali somatiche (impiegate per terapie). Sarà infatti possibile impiegare staminali embrionali di ogni malattia (o derivare staminali indotte simil-embrionali) e studiare l’evolvere delle primissime fasi embrionali in condizioni patologiche e, ad esempio, provare molecole per verificarne la capacità terapeutica o pensare di correggere con le tecniche di genome-editing (CRISPRcas9 per tutte) le mutazioni genomiche dannose.
Nel passaggio epocale del millennio delle scienze della vita ci si augura che filosofi, antropologi, giuristi e tutta la società civile voglia dibattere, al di la di legittimi pregiudizi ideologici o religiosi, questi avanzamenti del sapere biologico per sviluppare nuove forme di cittadinanza, una cittadinanza scientifica che permetta ad ogni cittadino di esprimersi in autonomia su ciò che desidera diventi possibile: viviamo in democrazie cognitive.
Carlo Alberto Redi

FABIO DI TODARO