Il team internazionale di scienziati guidato dalla Monash University di Melbourne, in Australia, in una scoperta che rivoluzionerà la ricerca sulle cause dell’aborto spontaneo precoce, l’infertilità e lo studio dello sviluppo umano precoce, ha generato un modello di un embrione umano dalle cellule della pelle.
Il team, guidato dal professor Jose Polo, ha riprogrammato con successo questi fibroblasti o cellule della pelle umana in una struttura cellulare tridimensionale che è morfologicamente e molecolarmente simile alle blastocisti umane. Chiamati iBlastoidi, questi possono essere utilizzati in laboratorio per modellare la biologia dei primi embrioni umani.
La ricerca, pubblicata su Nature, è stata guidata dal Professor Jose Polo, dal Biomedicine Discovery Institute della Monash University e dall’Australian Regenerative Medicine Institute, e include i primi autori il Dr. Xiaodong (Ethan) Liu e Ph.D. la studentessa Jia Ping Tan, nonché i gruppi di collaboratori australiani Dr. Jennifer Zenker della Monash University e il professor Ryan Lister dell’Università dell’Australia occidentale e collaboratori internazionali, il professor associato Owen Rackham della Duke-National University di Singapore e il professor Amander Clark dall’UCLA negli Stati Uniti.
Il risultato è una svolta significativa per il futuro studio dello sviluppo umano precoce e dell’infertilità; ad oggi, l’unico modo per studiare questi primi giorni è stato l’uso di blastocisti difficili da ottenere e da scarse procedure ottenute da fecondazione in vitro.
Jose Polo ha detto:
«iBlastoids creati in laboratorio consentirà agli scienziati di studiare i primi passi nello sviluppo umano e alcune delle cause di infertilità, malattie congenite e l’impatto di tossine e virus sugli embrioni precoci, senza l’uso di blastocisti umane e, soprattutto, su una scala senza precedenti, accelerando la nostra comprensione e lo sviluppo di nuove terapie».
Il laboratorio di Jose Polo è riuscito a generare iBlastoidi utilizzando una tecnica chiamata “riprogrammazione nucleare” che ha permesso loro di cambiare l’identità cellulare delle cellule della pelle umana che, quando poste in uno scaffold “gelatinoso” 3D noto come matrice extracellulare, sono organizzate in blastocisti, strutture che hanno chiamato iBlastoids.
Gli scaffold in genere sono in materiale nanocomposito polimerico biocompatibile, sono ingegnerizzati al fine di permettere una miglior adesione, crescita, differenziazione e diffusione cellulare, definendo la forma finale dell’organo o tessuto da rigenerare.
La ricerca è stata pubblicata su Nature mentre la Società Internazionale per la Ricerca sulle Cellule Staminali sta per rilasciare linee guida per la ricerca sulla modellazione di embrioni umani in vitro a seguito dei rapporti del 2017 e del 2018 sulla generazione di “blastoidi” di topo in vitro da parte degli scienziati del Regno Unito e dei Paesi Bassi, nonché i progressi nella generazione di cellule staminali umane che replicano aspetti dello sviluppo embrionale precoce.
Le nuove linee guida non è noto se faranno riferimento allo studio pubblicato su Nature, il primo a produrre un modello di cellule staminali integrato che imita da vicino il destino chiave e le decisioni spazio-temporali prese dal primo embrione umano. Tuttavia, in un documento pubblicato su Stem Cell Reports lo scorso febbraio (2020), la Società afferma che:
«Se tali modelli potessero essere sviluppati per l’embrione umano precoce, avrebbero grandi potenziali benefici per la comprensione dello sviluppo umano precoce, per la scienza biomedica, e per ridurre l’uso di animali e embrioni umani nella ricerca. Tuttavia, le linee guida per la condotta etica di questa linea di lavoro non sono attualmente ben definite».
Sebbene non vi sia alcun precedente legislativo per quanto riguarda il lavoro con modelli di cellule staminali umane integrate di blastocisti, come iBlastoids, tutti gli esperimenti hanno ottenuto l’approvazione dell’etica umana della Monash University in conformità con la legge australiana e le linee guida internazionali che fanno riferimento alla “regola primitiva della serie” che afferma che le blastocisti non possono essere coltivate oltre lo sviluppo della striscia primitiva, una struttura transitoria che appare al giorno 14 nello sviluppo embrionale.
Il laboratorio di Jose Polo in base a queste raccomandazioni legislative, sebbene iBlastoidi siano diversi dalle blastocisti, non ha coltivato i propri iBlastoidi oltre il giorno 11 in vitro e sono stati monitorati attentamente per la comparsa di geni associati alla serie primitiva.
L’infertilità e l’aborto spontaneo possono essere causati da embrioni umani in fase iniziale che non si impiantano o non progrediscono al momento dell’impianto. Ciò avviene nelle prime 2 settimane dopo il concepimento, quando le donne non sanno nemmeno di essere incinta. È probabile che questi aborti “silenziosi” rappresentino una percentuale significativa del numero totale di aborti spontanei che si verificano e, secondo il professor Jose Polo, la generazione di iBlastoidi fornisce un sistema modello che consentirà di approfondire questa fase iniziale della gravidanza.
Ross Coppel, vicepreside della ricerca della Facoltà di Medicina presso la Monash University, ha osservato che questa scoperta consentirà lo sviluppo di metodi migliorati per la fecondazione in vitro, lo sviluppo di protocolli per la terapia genica degli embrioni e metodi di screening migliori e più informativi per nuovi farmaci, ha detto:
«Questa scoperta con ulteriori ricerche e le giuste risorse, potrebbe aprire industrie completamente nuove per l’Australia e a livello internazionale».
