Creati modelli di embrioni umani con cellule cardiache pulsanti e che producono sangue: a cosa servono
I ricercatori hanno creato modelli di embrioni umani coltivati in laboratorio che hanno iniziato a produrre sangue dopo circa due settimane di sviluppo. Il sangue generato da questi modelli, che gli scienziati hanno soprannominato “ematoidi”, è di colore rosso e risulta ben visibile anche a nudo. Si tratta di un risultato scientifico straordinario che, oltre a migliorare sensibilmente la comprensione dell'embriogenesi che coinvolge la formazione delle cellule staminali del sangue, apre le porte a potenziali sviluppi nella medicina personalizzata, in quella rigenerativa e nella lotta contro gravi malattie come le leucemie. Con le cellule staminali pluripotenti di un paziente, ad esempio, si potrebbero creare ematoidi che producono un sangue compatibile al 100 percento, prezioso ad esempio per eventuali trasfusioni, interventi chirurgici molto invasivi e soprattutto trapianti. Queste strutture tridimensionali possono anche essere utilizzate per testare i farmaci e modellare malattie alla stregua dei tumori del sangue (leucemie).
A creare gli ematoidi umani in grado di produrre sangue è stato un team di ricerca internazionale guidato da scienziati britannici del Gurdon Institute e del Dipartimento di Fisiologia, Sviluppo e Neuroscienze dell'Università di Cambridge, che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi del Dipartimento di Biologia dello Sviluppo, Facoltà di Medicina dell'Università di Washington a St. Louis (Stati Uniti) e della Facoltà di Scienze della Vita dell'Università della Mongolia Interna (Cina). I ricercatori coordinati dal professor Jitesh Neupane hanno sviluppato i modelli degli embrioni umani a partire da cellule staminali pluripotenti che si sono organizzate in autonomia in strutture tridimensionali. Ricordiamo che lo sviluppo di questi simil embrioni umani nei Paesi nei Paesi occidentali è rigidamente regolamentato (non si può permettere lo sviluppo di un vero e proprio embrione umano coltivato in laboratorio) e la ricerca viene sempre autorizzata da comitati etici ad hoc. Nonostante i paletti alcune procedure potrebbero comunque apparire eticamente controverse.
In questo caso gli ematodi non potevano svilupparsi in un embrione completo per via della mancanza di vari tessuti embrionali, del sacco vitellino e della placenta a loro supporto. Ciò nonostante hanno mostrato un'organizzazione e uno sviluppo corrispondente alla quarta – quinta settimana di un embrione che si sviluppa naturalmente nell'utero materno. Fra le strutture emerse, oltre alla suddivisione nei tre foglietti embrionali (mesoderma, ectoderma ed endoderma), sono comparsi cardiomiociti (cellule muscolari e cardiache), epatociti (del fegato), cellule endoteliali e appunto cellule emopoietiche, quelle che producono gli elementi del sangue, dai globuli rossi o eritrociti a vari tipi di globuli bianchi, alla base del sistema immunitario. A due giorni dallo sviluppo le cellule staminali coltivate in laboratorio si sono organizzate nei tre sopracitati foglietti, mentre all'ottavo giorno hanno dato vita a cellule cardiache pulsanti, quelle alla base del cuore nel contesto di un normale sviluppo. Al tredicesimo giorno i ricercatori hanno assistito alla comparsa del sangue, ben visibile anche a occhio nudo sotto forma di macchie rosse sugli ematoidi. La struttura emogena – cioè produttrice di sangue – è paragonabile all'aorta-gonade-mesonefro di un vero embrione, come indicato dagli esperti.
“È stato un momento emozionante quando il colore rosso sangue è apparso nella piastra: era visibile anche a occhio nudo”, ha affermato in un comunicato stampa il professor Neupane. “Il nostro nuovo modello imita lo sviluppo del sangue fetale umano in laboratorio. Questo fa luce su come le cellule del sangue si formano naturalmente durante l'embriogenesi umana, offrendo potenziali progressi medici per lo screening di farmaci, lo studio dello sviluppo ematico e immunitario nelle fasi iniziali e la modellazione di malattie del sangue come la leucemia”, ha aggiunto lo scienziato. “Questo modello offre un nuovo e potente metodo per studiare lo sviluppo del sangue nell'embrione umano in fase iniziale. Sebbene si trovi ancora nelle fasi iniziali, la capacità di produrre cellule del sangue umano in laboratorio segna un passo significativo verso le future terapie rigenerative, che utilizzano le cellule del paziente stesso per riparare e rigenerare i tessuti danneggiati”, gli ha fatto eco il coautore dello studio Azim Surani.
I ricercatori hanno spiegato che è possibile coltivare sangue umano in laboratorio anche con altri metodi, tuttavia è necessario nutrirlo con delle proteine aggiuntive; in questo caso la formazione avviene in modo del tutto simile a quella naturale, con tutto ciò che ne consegue in termini di possibilità di ricerca. Come indicato, una delle applicazioni più efficaci potrebbe essere la creazione di sangue personalizzato e compatibile al 100 percento in vista di interventi particolarmente delicati. I dettagli della ricerca “A post-implantation model of human embryo development includes a definitive hematopoietic niche” sono stati pubblicati sull'autorevole rivista scientifica Cell Report.
