il Giornale, 26 agosto 2022
Creato l’embrione di topo con il cuore che batte
Un embrione di topo con un cuore pulsante, un cervello e le basi di tutti gli altri organi del corpo, sviluppato senza ovuli e spermatozoi ma solo tramite cellule staminali. È quanto hanno ottenuto i ricercatori dell’Università di Cambridge, diretti da Magdalena Zernicka-Goetz, professoressa in Mammalian Development and Stem Cell Biology, con Gianluca Amadei e Charlotte Handford, di Cambridge e del California Institute of Technology (Caltech); Amadei è anche all’Università di Padova. Lo studio è pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature.
Inducendo l’espressione di un particolare insieme di geni e stabilendo un ambiente unico per le loro interazioni, gli scienziati sono stati in grado di far «parlare» le cellule staminali tra loro, auto-organizzandosi in strutture. Così sono progredite fino ad arrivare a un cuore pulsante e al cervello, al sacco vitellino dove l’embrione si sviluppa e da cui riceve i nutrienti nelle prime settimane. A differenza di altri embrioni sintetici, i modelli sviluppati da Cambridge hanno raggiunto il punto in cui l’intero cervello, inclusa la parte anteriore, ha iniziato a svilupparsi. Una sorta di laboratorio vivente, che ha raggiunto lo sviluppo record di 8,5 giorni, e per i ricercatori aiuterà a capire perché alcuni embrioni falliscono mentre altri continuano a svilupparsi in gravidanza. I risultati potrebbero essere utilizzati per guidare la riparazione e lo sviluppo di organi umani sintetici per il trapianto: «Nel mondo ci sono tante persone che attendono anni per avere un trapianto afferma la professoressa Zernicka-Goetz – Il nostro lavoro è entusiasmante perché le conoscenze che ne derivano potranno essere utilizzate per coltivare in futuro organi umani sintetici e salvare vite».
Affinché un embrione umano si sviluppi con successo, è necessario un dialogo tra i tessuti che diventeranno l’embrione e quelli che collegheranno l’embrione alla madre. Nella prima settimana dopo la fecondazione si sviluppano 3 tipi di cellule staminali: una diventerà i tessuti del corpo e le altre due supporteranno lo sviluppo dell’embrione. Così i ricercatori hanno utilizzato una combinazione di cellule staminali embrionali, cellule della struttura necessaria al nutrimento dell’embrione (trofoblasto) e cellule extra-embrionali (ETiX) tutte di topo. «Il nostro modello topo non solo sviluppa un cervello ma anche un cuore pulsante – sottolinea Zernicka-Goetz – È incredibile essere arrivati così lontano. È stato il sogno della nostra comunità e per un decennio uno degli obiettivi principali».
Un importante progresso nello studio è la capacità di generare l’intero cervello, in particolare la parte anteriore, obiettivo importante nello sviluppo di embrioni sintetici e che apre nuove possibilità per studiare i meccanismi del neurosviluppo in un modello sperimentale. Sebbene la ricerca sia stata condotta su topi, i ricercatori stanno sviluppando modelli umani simili con il potenziale per essere diretti alla generazione di tipi di organi specifici, per comprendere i meccanismi alla base di processi cruciali, altrimenti impossibili da studiare in embrioni reali.