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Cellule staminali senza embrioni
Sembra che due gruppi di scienziati abbiano raggiunto indipendentemente uno dei santi graal della medicina rigenerativa: riprogrammare le cellule umane adulte in modo che si comportino come cellule staminali embrionali, senza l'uso di un embrione o di un uovo umano. Il metodo potrebbe fornire un modo per produrre cellule staminali specifiche per il paziente, un'impresa non ancora raggiunta negli esseri umani. Tali cellule potrebbero eventualmente essere utilizzate per studiare malattie genetiche complesse o per trapianti di cellule o tessuti senza timore di rigetto immunitario.
Cellule rivoluzionarie: I ricercatori dell'Università del Wisconsin-Madison hanno riprogrammato con successo le cellule della pelle (mostrate qui) per agire come cellule staminali embrionali. Il metodo potrebbe fornire un modo più efficiente per generare cellule staminali, uno che non provoca preoccupazioni etiche.
La nuova tecnica rimuove anche le principali obiezioni etiche alla ricerca sulle cellule staminali embrionali: la creazione e la distruzione di embrioni umani. Sono passati 10 anni da quando abbiamo derivato le prime linee di cellule staminali embrionali, che hanno scatenato una tempesta di polemiche che è durata fino ad oggi, afferma James Thomson , un biologo dell'Università del Wisconsin-Madison che ha isolato le prime cellule staminali embrionali umane nel 1998 e ha guidato il nuovo lavoro. Credo che questi risultati siano l'inizio della fine di questa controversia.
Due gruppi, uno guidato da Shinya Yamanaka presso l'Università di Kyoto, in Giappone, e uno guidato da Thompson e Junying Yu presso l'Università del Wisconsin, hanno ingegnerizzato separatamente cellule della pelle umana per esprimere quattro diversi geni. Per ragioni non ancora chiare agli scienziati, l'esposizione delle cellule a questi geni sembra far tornare indietro l'orologio dello sviluppo. Entrambi i gruppi hanno scoperto che le cellule risultanti mostrano due proprietà principali che definiscono le cellule staminali embrionali. Sono pluripotenti, nel senso che possono svilupparsi in qualsiasi tipo di cellula del corpo e possono dividersi apparentemente indefinitamente nel loro stato indifferenziato.
Apprezzerei questo altro metodo perché è più facile ottenere il materiale e non solleva questioni etiche che alcuni trovano preoccupanti, afferma Doug Melton , direttore dell'Harvard Stem Cell Institute. Altrettanto importante, l'utilizzo di questo altro approccio dovrebbe aumentare enormemente la quantità di fondi disponibili per la ricerca.
Le cellule staminali embrionali sono state oggetto sia di clamore che di speranza a causa della loro potenziale capacità di sostituire le cellule danneggiate in malattie come il Parkinson e il diabete. Sono anche fonte di controversie etiche: le cellule derivano da embrioni umani in eccesso scartati dopo la fecondazione in vitro e per ottenerle è necessaria la distruzione degli embrioni. Il presidente Bush ha severamente limitato il finanziamento federale della ricerca sulle cellule staminali embrionali nel 2001.
Oltre al potenziale impatto della riprogrammazione sul dibattito etico che circonda le cellule staminali embrionali, uno dei suoi maggiori vantaggi è che fornisce un modo alternativo per produrre cellule staminali geneticamente abbinate a un individuo. Le cellule pluripotenti riprogrammate derivate dalle cellule della pelle di un individuo potrebbero essere utilizzate per trapianti di tessuti senza rischio di rigetto immunitario. Le cellule derivate da qualcuno con il Parkinson o il diabete potrebbero fornire agli scienziati nuovi modelli per studiare queste complesse malattie genetiche. (Vedi Rinascita delle cellule staminali e La vera speranza delle cellule staminali.)
L'unico altro modo per produrre tali cellule, la clonazione terapeutica umana, ha i suoi problemi tecnici ed etici e non è stato ancora raggiunto. Richiede anche uova umane, che si sono rivelate estremamente difficili da ottenere. (Vedi Clonazione terapeutica umana a un punto morto.) Ian Wilmut, lo scienziato che ha guidato lo sforzo per clonare la pecora Dolly, ha annunciato venerdì che intende concentrare gli sforzi del suo gruppo sulla riprogrammazione piuttosto che sulla clonazione.
Ma gli scienziati esortano a continuare a finanziare metodi basati sugli embrioni fino a quando non si saprà di più su questi nuovi tipi di cellule. Fino a quando non verrà dimostrato che l'alternativa produce lo stesso tipo di cellule normali estremamente versatili che deriviamo da blastocisti umane precedentemente congelate, sarebbe ingiusto per i pazienti rinunciare a questo approccio, afferma Melton dell'Harvard Stem Cell Institute.
Sebbene le nuove cellule sembrino e si comportino come cellule staminali embrionali, non è ancora chiaro quanto siano simili. La maggior parte dei marcatori che conosciamo nelle cellule staminali embrionali sono espressi da queste cellule staminali, afferma Yu dell'Università del Wisconsin. Ma non abbiamo davvero idea se ci sia una differenza significativa. Gli esperimenti iniziali del laboratorio di Kyoto di Yamanaka suggeriscono che almeno alcune differenze esistono: uno schermo dell'espressione di 30.000 geni ha mostrato che le cellule pluripotenti sono simili ma non identiche alle cellule staminali embrionali.
Entrambi i team hanno utilizzato il DNA virale per introdurre i geni per quattro fattori di trascrizione, proteine che attivano altri geni nella cellula, nei fibroblasti, un tipo di cellula della pelle. (Due di questi fattori di trascrizione erano gli stessi in entrambi i gruppi; due erano diversi. Tutti erano stati precedentemente identificati nelle cellule staminali embrionali.) Gli scienziati teorizzano che quando espressi nelle cellule adulte, i fattori di trascrizione attivano una cascata genetica che restituisce la cellula e il suo DNA ad uno stato embrionale.
Quando impiantate nei topi, le cellule hanno generato una sfera di tessuto contenente più tipi cellulari differenziati, un test standard per la pluripotenza cellulare. Il team di Yamanaka ha anche dimostrato che le cellule possono differenziarsi in cellule muscolari e nervose, utilizzando gli stessi protocolli utilizzati con le cellule staminali embrionali. I risultati sono stati pubblicati online oggi sulle riviste Cellula e Scienza .
Prima che queste cellule possano essere considerate per la terapia umana, i ricercatori dovranno sviluppare un modo alternativo per esprimere i fattori di trascrizione. I virus attualmente utilizzati possono integrarsi nel genoma e porre potenziali problemi di sicurezza. Non è ancora chiaro quanto sarà difficile da raggiungere, ma Thomson afferma che il suo gruppo e altri stanno già lavorando su questo problema.
Sebbene rimanga molto lavoro da fare, Thomson afferma che è probabile che i risultati accelerino il ritmo della ricerca incoraggiando più scienziati a studiare le cellule staminali e aumentando i finanziamenti per il campo. Il mio barometro personale dell'ottimismo è salito molto, dice. Penso che i giovani ricercatori abbiano evitato di entrare in questo campo a causa di questioni etiche... Ora credo che sempre più laboratori si sposteranno su questo metodo.