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L’ERA DELL’IBRIDO: NON SOLO AUTOMOBILI, MA ANCHE BIOLOGIA

FORSE L’IBRIDO ANIMALE-UOMO RISOLVERÀ IL PROBLEMA DEL TRAPIANTO DI ORGANO

Uno dei problemi sanitari di più difficile soluzione è la reperibilità degli organi per il trapianto e i problemi connessi al rigetto. Tra le varie strade che si cerca di percorrere c’è anche la produzione di un animale ibrido dotato di organi compatibili con l’essere umano. Ma non è solo una questione scientifica.

IL RITORNO DELLA CHIMERA

In mitologia la chimera era un mostro che aveva parti del corpo provenienti da animali diversi, i biologi del ventesimo secolo hanno rispolverato questo nome per identificare un animale ibrido che possiede almeno due popolazioni differenti di cellule geneticamente distinte. Si tratta di un’anomalia che avviene al momento della fecondazione e che può dare origine a un individuo perfettamente funzionale, anche se un po’ pasticciato geneticamente.

La notizia del momento è che alcuni scienziati dell’Università della California, guidati da Pablo Ross, hanno prodotto artificialmente, anche se il termine può generare perplessità, un embrione ibrido pecora-uomo, che a tutti gli effetti è una chimera. Non è la prima volta che succede, sono già stati prodotti ibridi topo-ratto e maiale-uomo, e in tutti i casi

lo scopo era quello di verificare la possibilità di ottenere organi trapiantabili nell’uomo nelle quantità necessarie e con limitati problemi di rigetto.

Non è una motivazione di poco conto, perché ogni anno moltissime persone muoiono nell’attesa di un trapianto, senza contare che i pazienti trapiantati devono assumere dosi più o meno forti di farmaci immunosoppressori per evitare il rigetto dell’organo. L’organizzazione necessaria e le spese sanitarie per le operazioni e per la cura dei trapiantati sono quindi notevoli.

Ma se riuscissimo a produrre ex novo gli organi da trapiantare, senza sperare che la morte di qualcuno possa far vivere qualcun altro, non sarebbe meglio? Al momento la strada di produrre organi singoli e isolati non è percorribile, lo è di più la creazione di un ibrido di animali che porta con sé organi compatibili con l’uomo. Suona un po’ strano in effetti, ma se ci addentriamo nei dettagli vedremo che questo ibrido, al contrario della chimera mitologica, non avrà per nulla l’aspetto di un essere mostruoso.

SOLO UNA CELLULA OGNI 10.000

Le chimere del XXI secolo infatti non sono l’insieme di specie diverse, ma il risultato dell’innesto di alcune cellule di una specie, in questo caso le staminali di un essere umano adulto, nell’embrione di una specie diversa, che sia pecora o maiale. Il rapporto è di circa una cellula umana ogni 10.000 cellule della specie ospite. Lo scopo è quello di permettere alle staminali umane di crescere insieme all’embrione ospite e creare l’ibrido che permetta di sviluppare organi compatibili.

Ovviamente non è così semplice come dirlo, le difficoltà tecniche sono rilevanti e non sappiamo ancora se l’ibrido sarà in grado di sopravvivere. Infatti, per motivi etici e per mancanza di una legislazione specifica, si è deciso per il momento di interrompere lo sviluppo degli embrioni ibridi dopo 28 giorni di crescita. Fino a quel momento però gli embrioni si sviluppavano regolarmente e le evidenze sperimentali suggeriscono che il processo di ibridazione stava funzionando.

IL SISTEMA CRISPR/CAS9

Quello che al primo impatto sembra il nome di un androide di Guerre stellari in realtà è il nome della tecnica utilizzata per la creazione dell’embrione ibrido, in particolare per preparare l’embrione di pecora all’infusione delle cellule staminali umane. CRISPR sta per Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (i tentativi di traduzione in italiano sono complicati) ed è un meccanismo di difesa batterico costituito da una serie di corte sequenze di DNA ripetute (le short palindromic repeats) che si trovano all’interno di altre sequenze di DNA in modo piuttosto ordinato (regularly interspaced).

L’osservazione non è recente ma all’inizio nessuno riusciva a capire cosa fossero. Il passo decisivo è arrivato grazie a una coppia di scienziate, la biochimica americana Jennifer Doudna e la microbiologa francese Emmanuelle Charpentier.

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Adesso sappiamo che le sequenze ripetute sono sequenze virali derivate da infezioni pregresse, inserite all’interno di un complesso enzimatico in grado di riconosce e tagliare il DNA. In pratica, quando un virus entra all’interno di un batterio per infettarlo, il sistema CRISPR legge la sequenza dell’intruso e se una sua parte trova riscontro nel “database” immagazzinato nella memoria del sistema avviene il riconoscimento e il taglio, che rende il virus inoffensivo. Il taglio viene effettuato da un enzima specifico, una nucleasi (letteralmente un enzima che taglia gli acidi nucleici) chiamata Cas9.

COME CRISPR/CAS9 È STATO APPLICATO PER CREARE L’EMBRIONE IBRIDO

Vi chiederete cosa c’entra tutto questo con l’embrione ibrido, invece c’entra. Si è subito capito che questo sistema ha una grande duttilità perché modificabile: basta inserire specifiche sequenze di DNA al posto di quelle virali e il meccanismo è in grado di riconoscere e tagliare qualsiasi sequenza bersaglio di DNA complementare. Si tratta di un passo avanti importantissimo nel campo della biologia molecolare perché è un meccanismo estremamente efficace e anche molto economico rispetto agli altri utilizzati finora, tanto che è stato eletto “Scoperta scientifica dell’anno” del 2015 da Science e Nature.

Poi è venuta l’idea di utilizzarlo per la produzione di un embrione ibrido. Sono state individuate le sequenze di DNA dei geni della pecora deputati allo sviluppo embrionale di organi specifici, che sono state poi inserite in un complesso CRISPR/Cas9 costruito apposta per riconoscerle e tagliarle. Dopo il trattamento l’embrione di pecora è incapace di sviluppare quegli organi. A questo punto sono state infuse nell’embrione le cellule staminali umane. Bisogna sapere che ogni cellula possiede sistemi di riparazione del DNA che utilizzano sequenze di DNA integro come stampo per riparare le sequenze danneggiate. In questo caso però tutte le sequenze di pecora utilizzabili sono state tagliate, quindi il sistema di riparazione cellulare si trova costretto a utilizzare come stampo le sequenze del DNA umano, ricostruendo così geni funzionali ma con l’imprinting genetico di un’altra specie.

Il risultato quindi è un DNA ibrido, quasi totalmente di pecora ma con alcuni inserti di DNA umano. Si parla di editing genetico, cioè la costruzione di geni con sequenze volute, studiate al computer e sintetizzate in laboratorio.

QUELLO CHE POSSIAMO E CHE NON POSSIAMO DIRE

Abbiamo visto che le chimere all’interno della stessa specie sono eventualità possibili anche senza un intervento esterno e sappiamo che sono vitali. Non siamo in grado di dire se lo possano essere anche gli ibridi animale-uomo, così come non possiamo dire se il tentativo programmato di creare ibridi per la produzione di organi umani compatibili possa avere una vera applicazione. Gli organi ibridi saranno davvero compatibili? Saranno in grado di funzionare in un organismo umano? Ci sono anche implicazioni dovute a malattie animali, come i retrovirus suini, che potrebbero essere “importate” nell’umano ricevente, tanto che sarà necessario allestire vere e proprie linee animali ingegnerizzate immuni da malattie. Un sacco di domande che hanno portato diverse legislazioni nazionali, compresa quella italiana, a vietare la sperimentazione su chimere.

CI STIAMO ADDENTRANDO IN UN MONDO ANCORA INESPLORATO

A dire la verità in questo caso non si tratta di fusioni di embrioni di uomo e animale, pratica invece espressamente vietata, ma come abbiamo visto di infusioni di cellule staminali all’interno di embrioni di animali che avevano già cominciato il loro sviluppo. È quella sottile linea di equilibrio che fa entrare in una zona grigia, sia dal punto di vista legislativo che da quello etico.

Gli stessi scienziati che hanno creato l’ibrido pecora-uomo sono i primi a dire che se nei passaggi successivi della sperimentazione rileveranno una migrazione di geni umani nel sistema nervoso (quindi nel cervello) dell’animale non proseguirebbero oltre, anche se non possiamo dire se questo evento comporterà una qualche variazione significativa nel modo in cui l’animale ibrido si relaziona con il mondo.

Non possiamo quindi dire se il problema dei trapianti verrà veramente risolto in questo modo, di certo possiamo dire che la sperimentazione sugli embrioni ibridi continuerà e che a breve verrà superato il limite autoimposto dei 28 giorni di vita dell’ibrido, oltre il quale potremmo già avere delle risposte.

BIBLIOGRAFIA

 

 

A cura di Ivan Vaghi. Revisionato da Edoardo Vanetti.

 

 

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