http://www.news.wisc.edu/thisweek/Research/Bio/Y98/frames.msql
Le cellule della massa cellulare interna (in alto) sono state isolate, messe in coltura (in basso) e mantenute indefinitamente in stadio indifferenziato
http://www.news.wisc.edu/thisweek/Research/Bio/Y98/frames.msql
Hanno la capacità di differenziarsi in svariati tipi cellulari (in basso)
http://www.news.wisc.edu/thisweek/Research/Bio/Y98/frames.msql
che potrebbero essere utilizzati a scopo terapeutico (in basso)
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Espressione di markers cellulari caratteristici di cellule staminali embrionali di primati (non umane) in stadio indifferenziato, in colonie di cellule staminali embrionali umane
http://www.news.wisc.edu/thisweek/Research/Bio/Y98/stemcells.msql
Teratomi formati dalle cellule staminali embrionali umane iniettate in ceppi di topi immunodeficienti:
a)strutture simil-intestinali; b) epitelio neurale; c) tessuto osseo; d) tessuto cartilagineo; e) fibre muscolari striate; f) strutture simili a glomeruli fetali
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La clonazione nei mammiferi
di
Roberto Gualtieri
La notizia della clonazione dei primi mammiferi a partire da cellule somatiche di individui adulti, prima nella pecora e poi nel topo, ha scatenato un notevolissimo interesse sia in vari settori scientifici che da parte di mass media e opinione pubblica. L'argomento ha sicuramente aspetti molto controversi sia da un punto di vista sociale che etico se trasportato all'uomo. In realtà, la clonazione non umana racchiude possibilità applicative enormi. Tuttavia, alcuni aspetti applicativi potranno in un futuro prossimo portare ad importanti applicazioni terapeutiche nell'uomo. In questo breve articolo vengono solo esposti alcuni aspetti della ricerca attuale in questo campo. Tali aspetti, è da sottolineare, riguardano varie applicazioni della clonazione animale, mentre, per quanto riguarda l'uomo, le uniche applicazioni qui considerate riguardano futuri , possibili aspetti della clonazione a scopo terapeutico.
La possibilità di generare individui identici, cioè dei cloni, ha sempre attratto l'interesse dei ricercatori da molteplici punti di vista. I primi studi che hanno posto le basi per la clonazione nascono nel 1936 con gli esperimenti di Hans Spemann. In questi e in successivi studi effettuati sugli anfibi, l'interesse dei ricercatori era rivolto a cercare di capire se il nucleo di cellule differenziate di individui adulti conservava, dopo il differenziamento in cellule muscolari, neurali o dell'epidermide, gli stessi geni presenti nell'uovo fecondato. In altri termini si cercava di comprendere se nuclei di cellule differenziate conservavano la capacità di dare origine a tutti i tipi cellulari presenti in un organismo adulto (totipotenza) così come la prima cellula di un individuo (zigote) è in grado di fare. Quello che Spemann e, successivamente, Briggs e King, Gurdon ed altri videro, è che durante lo sviluppo si assiste ad una riduzione progressiva della totipotenza. Tuttavia tale riduzione delle potenzialità nucleari di una cellula durante il suo sviluppo poteva raramente essere revertita. Gurdon, infatti, trapiantando nuclei di cellule della pelle dell'anfibio anuro Xenopus laevis, in ovociti enucleati della stessa specie, riusciva ad ottenere girini che nuotavano. Si appurò quindi che il nucleo di cellule adulte poteva, seppure con difficoltà, essere riprogrammato a dare vita a tutti i tipi cellulari di un organismo. Quando si provò a ripetere questi esperimenti sui mammiferi, si vide che il nucleo di cellule differenziate trapiantato in ovociti enucleati riusciva a supportare solo poche divisioni dell'embrione, che poi moriva. Il nucleo di cellule adulte di mammifero non era quindi in grado di essere riprogrammato a produrre l'intero range di tipi cellulari presenti all'interno di un organismo adulto. Si assunse quindi che la clonazione dei mammiferi a partire da cellule adulte era impossibile e tale è rimasta la visione dei ricercatori fino al 1997. Tuttavia, in zootecnia, la clonazione a partire da cellule dell'embrione veniva fatta tramite il metodo dell'"embryo splitting". In pratica, come molti sanno, è possibile dissociare i blastomeri di embrioni di mammifero a stadi di sviluppo che precedono l'impianto nell'utero, e inserirli in zone pellucide svuotate amplificando così il numero di embrioni ottenuti. Tale pratica è ampiamente utilizzata in zootecnia per amplificare la progenie di animali di "elite". Successivamente, si vide che la cosa funzionava anche utilizzando nuclei di cellule embrionali e fetali trapiantati in ovociti enucleati. Gli scienziati del Roslin Institute, con la nascita della pecora Dolly, sono stati i primi a sfatare il dogma dell'impossibilità di ottenere cloni di mammiferi partendo dal nucleo di cellule adulte. Essi hanno utilizzato cellule prelevate dalla ghiandola mammaria di una pecora Dorset (bianca) gravida, le hanno messe in coltura e le hanno indotte in una fase di quiescenza in cui non si dividevano più. Queste cellule sono poi state iniettate nello spazio perivitellino (al di sotto della zona pellucida) di ovociti enucleati prelevati da pecore Blackface (con il muso nero) e tramite uno stimolo elettrico hanno causato sia la fusione della cellula con l'ovocita che l'attivazione dello sviluppo e cioè la segmentazione dell'embrione. Su quasi 300 embrioni così costruiti è nata Dolly, una pecora Dorset con genoma nucleare identico a quello della madre e con genoma mitocondriale identico a quello della pecora Blackface che ha donato l'ovocita enucleato da cui Dolly si è sviluppata. Dolly, inoltre, è una pecora del tutto normale che gode di ottima salute e ha anche dato alla luce tre agnelli. La nascita di Dolly ha senz'altro sconvolto il mondo scientifico, ma soprattuto ha scatenato la fantasia dei mass-media e dell'opinione pubblica sulle bizzarre, ma anche spaventevoli, possibilità di applicazione della clonazione riproduttiva nell'uomo. Si sono creati scenari immaginari in cui persone famose potevano essere clonate costruendo delle loro copie o la possibilità di clonare esseri umani da utilizzare come sorgenti d'organi da trapiantare e chi più ne ha più ne metta. Molti paesi hanno emanato leggi in cui si proibiva la clonazione riproduttiva umana e si è scatenata una sorta di caccia alle streghe nell'immaginario collettivo rivolta a coloro che si occupano di riproduzione assistita umana. In realtà è vero che persone cosiddette malintenzionate esistono in tutte le categorie compresa quindi quella degli scienziati o quella degli embriologi, tuttavia, sarà una mia presunzione (in qualità di ricercatore in biologia della riproduzione), ma non penso che l'idea della clonazione riproduttiva nell'uomo sia stata presa seriamente in considerazione da nessuno di questi. In questo processo di demonizzazione quello che invece è stato poco visualizzato sono le reali possibili applicazioni della clonazione dei mammiferi che sconvolgeranno il pianeta ma, a mio avviso come secondo quello di molti altri, in senso enormemente positivo. La clonazione riproduttiva in zootecnia, una volta migliorata l'efficienza delle tecniche, servirà a produrre un numero illimitato di individui identici a partire da animali selezionati di elevato valore commerciale, e questo è sicuramente un processo auspicabile. Come già è stato fatto dopo Dolly, la clonazione migliorerà l'efficienza di produzione di animali transgenici che potranno essere utilizzati per diversi propositi. Polly, ad esempio, è stata clonata da nuclei di fibroblasti bovini in cui è stato inserito il gene per il fattore IX di coagulazione umano che adesso viene prodotto in grandi quantità nel suo latte ed è quindi disponibile per il trattamento di individui affetti da emofilia B. In altri animali, con questa tecnica, sarà possibile inserire geni responsabili di patologie genetiche umane, ed essi potranno essere utilizzati come modello animale per lo studio di tali malattie portando ad importanti avanzamenti nelle nostre conoscenze e nelle possibilità terapeutiche. Nel maiale sarà forse possibile eliminare gli antigeni responsabili del rigetto degli organi di questi animali una volta trapiantati nell'uomo. Un'altra importantissima possibile applicazione della clonazione potrà avvenire nel campo delle terapie a base di cellule staminali. Questo campo ha in realtà degli aspetti etici controversi ma ha allo stesso tempo ha dei risvolti molto importanti. Intendo descrivere qui questa potenzialità in modo imparziale, oggettivo, senza voler propendere per la sua applicazione o meno. Nel 1998 è apparso un articolo sulla rivista scientifica Science in cui Thomson ha annunciato di avere creato colture di cellule staminali embrionali umane. Questo ricercatore ha isolato cellule della massa cellulare interna (quelle che originano l'embrione vero e proprio) da blastocisti umane in sovrannumero donate da pazienti che si erano sottoposte a cicli di fecondazione assistita. Come sappiamo, gli embrioni in sovrannumero, in molti paesi vengono congelati e, se la coppia da cui essi provengono, non li richiede entro un determinato lasso di tempo, sono destinati alla distruzione. Thomson è riuscito ha creare linee cellulari staminali embrionali umane, a tenerle indefinitamente in coltura ed ha visto che tali cellule possono poi differenziarsi nei vari tipi cellulari presenti in un adulto. Sarebbe quindi in teoria possibile, in un futuro prossimo, utilizzando nuclei di cellule somatiche di un paziente affetto da determinate patologie e oviciti umani donati sottoposti a enucleazione, produrre blastocisti da cui prelevare le cellule della massa interna. In tal modo verrebbero create cellule omologhe a quelle di individui affetti da malattie che possono essere risolte rimpiazzando le cellule malate di un organo con quelle omologhe sane senza avere alcun problema di rigetto. Prima di chiederci se tali possibilità terapeutiche siano eticamente accettabili, in quanto comportano l'utilizzo di ovociti enucleati umani, basta considerare che importanti compagnie di biotecnologie stanno già studiando come riprogrammare direttamente cellule differenziate adulte per farle diventare cellule staminali embrionali senza bisogno di clonare blastocisti umane create ad hoc e quindi senza l'utilizzo di ovociti umani donati. Mi sembra che sono queste le possibilità aperte dalla nascita di Dolly su cui riflettere, relegando ai film (non più di fantascienza) le fantasie sulla clonazione riproduttiva nell'uomo e l'interesse degli embriologi clinici in tali metodiche.
