Embrioni umani in laboratorio, si accende il dibattito etico

Come immaginate un embrione umano di due settimane? Un semplice aggregato di cellule? O un minuscolo feto in miniatura? In realtà a questo stadio l’embrione umano è costituito da semplici strati cellulari che formano delle cavità riempite da liquido, e solo in seguito queste cellule formeranno il feto. Le prime fasi di sviluppo dell’organismo umano restano in gran parte ancora sconosciute e sappiamo pochissimo dei complessi meccanismi che consentono quel corretto sviluppo necessario a formare un organismo sano. Di conseguenza, non conosciamo come eventualmente poter intervenire per correggere o evitare malformazioni o aborti spontanei. Fino ad oggi, infatti, la ricerca in questo campo è stata fortemente limitata per ovvi ostacoli etici, legali e tecnici, oltre che per la scarsità del materiale disponibile, fondamentalmente derivato da embrioni umani provenienti da fertilizzazione in vitro.

Embrioni umani da cellule staminali

Negli ultimi mesi sono state pubblicate alcune sorprendenti ricerche nella prestigiosa rivista Nature in cui ricercatori di diversi gruppi sono stati in grado di generare in laboratorio strutture simil-embrionali umane. La più recente ricerca, condotta in Israele dal gruppo di Hanna, è arrivata a ricreare un modello di embrione umano di quattordici giorni, con caratteristiche molto simili a quelle presenti negli embrioni umani “naturali”, in cui sono riconoscibili i differenti tipi di tessuti necessari per poi formare negli stadi successivi l’organismo vero e proprio.

I giornali hanno riportato la notizia parlando di embrioni sintetici, anche se in realtà la terminologia non è molto corretta, non trattandosi, di fatto, di embrioni nel senso stretto del termine e non essendo sintetici, poiché sono stati creati utilizzando il naturale potenziale delle cellule staminali.

Le cellule staminali: dove tutto inizia

Che cosa sono le cellule staminali, di cui tanto si sente parlare in diversi ambiti della ricerca? Si tratta di cellule normalmente presenti nel nostro organismo, particolarmente nelle prime fasi di sviluppo, in grado di essere pluripotenti, cioè di poter formare molti tipi diversi di cellule differenziate, fino a un intero organismo nel caso delle cellule embrionali staminali.

Pensiamo di quanti tipi cellulari diversi siamo formati, dalle cellule nervose a quelle della pelle, dalle cellule muscolari a quelle del cuore e si potrebbe continuare a lungo. Consideriamo come sono differenti tutte queste cellule per forma, funzione, composizione. Eppure tutte hanno lo stesso identico DNA, in altre parole lo stesso tipo d’informazione genetica che caratterizza ogni individuo e che contiene tutte le informazioni necessarie per formare l’unicità di un organismo.

Questo avviene perché durante lo sviluppo le cellule differenziano, si “accendono” alcuni porzioni di DNA (dette geni) e se ne “spengono” altre, a seconda del tipo cellulare che si andrà a formare. Ogni cellula contiene quindi nel suo DNA in realtà tutte le informazioni per creare ogni altra cellula di un organismo ma differenziandosi perde questa possibilità. Un po’ come avere a disposizione tutte le lettere dell’alfabeto ma, una volta pescate solo alcune, possiamo formare un numero limitato di parole dal preciso significato e perdiamo la possibilità di formare altre parole. Tuttavia, se prendessimo le lettere delle parole formate e le rimescolassimo di nuovo con le altre, potremmo nuovamente dare origine a qualsiasi nuova parola.

Le cellule staminali sono cellule che ancora non hanno avviato un differenziamento (o solo in parte) e sono perciò in grado di potersi dividere e dare origine ad altri tipi di cellule. Basti pensare che dalla cellula staminale per eccellenza, lo zigote generato dalla fusione della cellula uovo con lo spermatozoo, si forma in pochi mesi l’intero organismo.

Che cosa è stato fatto in laboratorio?

Gli scienziati hanno utilizzato cellule staminali presenti nei tessuti adulti umani e sono stati in grado di “riprogrammarle” in modo da farle potenzialmente diventare pluripotenti e ricapitolare quindi le cellule staminali embrionali nelle prime fasi di sviluppo. Mescolandole nel giusto rapporto e con opportuni stimoli e ambiente di crescita, le cellule sono state capaci di formare i diversi tipi cellulari che compongono le prime fasi di sviluppo di un embrione: gli strati cellulari dell’endoderma, del mesoderma e dell’ectoderma.

In tal modo è stato possibile studiare alcuni dei meccanismi molecolari alla base delle prime tappe di differenziazione nell’uomo. Il limite di crescita cui si è arrivati è di quattordici giorni, poiché questo è il termine oltre il quale al momento non è possibile andare, per ragioni etiche e legali. Non è dato perciò sapere se tali strutture cellulari create in laboratorio abbiano poi realmente la capacità di proseguire nelle fasi di sviluppo embrionale. Con modelli murini si è potuto andare oltre e assistere alla formazione di ulteriori fasi di crescita, come la differenziazione del tessuto cardiaco.

Limiti e problematiche etiche

Per quanto straordinari i progressi scientifici ottenuti, restano ancora parecchie problematiche da risolvere, scientifiche prima ancora che etiche. Intanto il tasso di successo di queste tecniche è attualmente molto basso, attorno all’1-2%. Inoltre tali modelli, per quanto possano ricordare molte delle strutture tipiche di un embrione, restano ancora dei semplici modelli, che tra l’altro non consentono di studiare le fasi dei primi giorni di sviluppo.

Infatti, è importante ricordare che questi modelli “saltano” completamente il modo in cui un embrione umano è formato, non essendoci alcuna fusione tra cellule uovo e spermatozoi e nessuna formazione della struttura dei primi giorni, chiamata blastocisti, che è quella che s’impianta nell’utero. Le cellule staminali utilizzate formano quindi soltanto strutture simil-embrionali post-impianto.

Oltre alle questioni tecniche e scientifiche si aprono poi inevitabilmente questioni etiche legate alla domanda su quale sarà il prossimo passo. Queste strutture potrebbero formare un cuore pulsante (che avviene tra i giorni 21-23 nell’uomo) o una corda spinale (che si forma attorno al trentesimo giorno)? E poi?

Il dibattito in questi casi verte sempre sulla questione che non tutto quello che siamo in grado di fare si debba necessariamente fare. Al momento esistono lacune legislative da colmare e sulle quali stanno lavorando comitati scientifici, anche perché questi modelli cellulari non rientrano propriamente nella definizione giuridica di embrioni umani, come detto.

Uno stesso editoriale apparso su Nature a commento di queste ultime ricerche invita a una pausa per affrontare al meglio tali delicate questioni ed evitare che l’opinione pubblica non comprenda nella maniera corretta tali studi e reagisca in modo ostile, alimentando la crescita del distacco e sfiducia dal mondo scientifico, cui di recente stiamo assistendo.

Fonti:

Oldak, B. et al., Nature (2023).

Pedroza, M. et al., Nature (2023).

Moris, N. Nature (2023).

Immagini da kjpargeter su Freepik, da Freepik e Pixabay.

Ivan Colaluca ha pubblicato un saggio che affronta come realmente funzioni la scienza e come poter distinguere le notizie scientifiche dalle fake news.

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