Scimmia chimera creata in Cina, di cosa si tratta e quali risultati si sono ottenuti

I ricercatori dell’Accademia delle Scienze di Guangzhou, in Cina, sono riusciti a produrre un neonato di “scimmia chimerica” iniettando in un embrione di macaco di Giava cellule staminali pluripotenti di un altro embrione della stessa specie ma geneticamente distinto. L'individuo risultante è stato il primo primate chimerico nato vivo ad avere un'alta percentuale di cellule provenienti da staminali di un donatore, e disegna nuovi orizzonti per la ricerca biomedica poiché indica che gli esperimenti sul chimerismo possono aiutare a cercare cure per le patologie umane.

Cos'è una "chimera" dal punto di vista genetico

Non è la prima volta che si sente parlare di “chimere”, e in particolare di scimmie chimera, già frequentemente riprodotte in laboratorio perché biologicamente più simili agli esseri umani di quanto non lo siano le chimere ottenute da topi e ratti. Ma cosa intendiamo per chimera, e quindi chimerismo?

Parliamo di un essere vivente,  animale o vegetale, che possiede due o più linee cellulari geneticamente distinte a comporre organi e tessuti. È un fenomeno che può verificarsi naturalmente nella trasmissione del patrimonio genetico da genitori a prole quando due cellule uovo fecondate indipendentemente da due spermatozoi si uniscono divenendo uno. L’individuo che si originerà avrà il materiale genetico sia dell’uno che dell’altro ovulo e quindi anche due o più impronte genetiche, che andranno a sommarsi in un solo individuo.

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Possiamo osservare il chimerismo genetico, per esempio, quando incontriamo un animale con gli occhi di colore diverso.

L'utilità scientifica delle chimere

Questo fenomeno può venire riprodotto in laboratorio per lo studio delle patologie umane e il relativo sviluppo di trattamenti, proprio come è successo nella ricerca dell’università cinese dove però il piccolo primate è stato sottoposto a eutanasia ad appena dieci giorni di vita perché in grave stato di ipotermia e difficoltà respiratoria. Ciò ha sicuramente messo in rilievo che si tratta di un procedimento molto complicato, la cui buona riuscita non è scontata e che dunque presenta problematiche etiche.

Da tempo gli scienziati creano chimere animali utilizzando cellule staminali pluripotenti – cioè in grado di svilupparsi in un’ampia varietà di tessuti – prelevandole dalla regione interna dell’embrione, e modificandole geneticamente prima di essere impiantarle nell’embrione ricevente.

Per esempio, alcune cellule staminali portatrici di mutazioni genetiche per una particolare malattia possono essere aggiunte a embrioni privi di tali mutazioni. Così facendo, gli scienziati sono in grado di studiare l’influenza delle cellule portatrici della mutazione sulla fisiologia del nascituro e sulla sua salute.

Lo studio cinese sulla scimmia chimerica

I ricercatori di Guangzhou hanno creato embrioni riceventi raccogliendo ovuli di macaco di Giava (Macaca fascicularis); a parte hanno estratto cellule staminali di un secondo embrione proveniente da un’altra cellula uovo precedentemente fecondata e diversa dal punto di vista genetico ma della stessa specie animale. La seconda linea di cellule è stata modificata geneticamente per manifestare un colore verde fluorescente nel fenotipo del nascituro, caratteristica che si è potuta apprezzare nei polpastrelli e nelle iridi.

Per far crescere le cellule staminali in laboratorio, queste sono state coltivate in un composto di sostanze nutritive e proteine che ne favorisse la crescita. A 7 giorni di sviluppo, 20 di queste cellule sono state iniettate all’interno di ciascuno dei 74 embrioni riceventi che hanno espresso un forte segnale fluorescente. A loro volta, questi embrioni sono stati impiantati nell’utero di 40 scimmie surrogate. Di queste, solo 12 scimmie sono rimaste incinte e solo una ha dato alla luce un individuo maschio vivo con polpastrelli e occhi verdi ma che è sopravvissuto solo 10 giorni prima che insorgessero importanti complicanze.

La novità dello studio

Le scimmie chimeriche prodotte finora in laboratorio possedevano tra lo 0,1% e il 4,5% delle cellule staminali del donatore in organi come cervello, reni e polmoni e non costituivano un modello adatto per lo studio delle malattie umane.

La chimera prodotta nello studio dell'Accademia di Guangzhou, invece, ha portato a risultati interessanti: in media, il 67% delle cellule di 26 tessuti diversi, tra cui polmoni e cuore, discendeva dalle cellule staminali del donatore. Ma è stato nel tessuto cerebrale e nel tessuto intestinale che il chimerismo è risultato più evidente: qui la progenie delle cellule pluripotenti da donatore costituiva oltre il 90% delle cellule totali.

Si tratta quindi di un risultato promettente per quanto riguarda lo studio delle patologie umane e lo sviluppo delle relative cure farmacologiche.

I limiti scientifici ed etici degli studi sulle chimere

Nonostante i risultati promettenti, l'efficienza nel generare chimerismi primati rimane bassa. Secondo gli scienziati, questo può essere attribuito a due fattori principali: lo stato pluripotente delle cellule e le condizioni di coltura embrionale in vitro. Non sono stati infatti esplorati i meccanismi alla base dello scarto di sviluppo tra le cellule pluripotenti del donatore e quelle della cellula uovo ricevente, né l’eventuale esistenza di fattori pro-apoptotici (che inducono cioè alla morte programmata delle cellule) interni alle cellule staminali del donatore quando inserite nell’embrione ospite.

Comprendere questi meccanismi potrebbe consentire di ottimizzare la generazione nelle chimere e consentire la crescita di organi geneticamente compatibili a quelli umani in modelli animali, studiando sia l’evoluzione delle patologie umane che le relative cure farmacologiche. Questo ci pone, tuttavia, di fronte a questioni etiche di una certa rilevanza che dovranno necessariamente essere messe sul piatto della bilancia per la valutazione di costi e benefici di questo tipo di ricerca.