Riprodurre da normali cellule un intero topo, in buona salute e anche capace di generare cuccioli sani, da oggi è possibile. Non semplice, ma possibile. Lo dimostrano tre lavori usciti a staffetta su Nature e Stem Cell, nei quali lo stesso esperimento viene descritto da tre diversi gruppi di ricerca. Le percentuali di successo sono state diverse, ma il confronto tra i lavori rivela importanti informazioni sulla possibilità delle cellule di ritornare a comportarsi come cellule staminali embrionali, una volta “riprogrammate”.
Sono passati appena tre anni da quando Shinya Yamanaka ha ottenuto nei laboratori dell’Università di Kyoto (Giappone) le prime cellule pluripotenti indotte (iPS, qui lo studio, vedi anche Galileo), attraverso la scoperta dei quattro geni (Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc) capaci di riportare una cellula adulta differenziata, come quelle della pelle o dei muscoli, in una capace di rigenerare qualsiasi tessuto, in maniera simile alle cellule staminali embrionale. Da allora, tutti i ricercatori del campo si sono interrogati sulle effettive potenzialità di queste iPS di essere riprogrammate, fino a poter produrre un intero essere vivente sano e fecondo. I tre laboratori sono arrivati in maniera indipendente a questo traguardo e nell’ultimissimo lavoro, pubblicato su Nature da Kristin Baldwin dello Scripps Research Institute, in California, la percentuale di successo (numero di nati sani su numero di blastocisti impiantate) è stata del 13 per cento, paragonabile a quella ottenuta utilizzando cellule totipotenti embrionali.
Non tutte le cellule trattate con i quattro geni “di Yamanaka” si trasformano, infatti, in modo corretto: è necessario selezionare quelle che mostrano, sulla superficie, le proteine specifiche delle cellule embrionali. A questo punto, per poter proseguire nel tentativo di generare un animale, i ricercatori sono ricorsi a una tecnica complessa in cui le cellule riprogrammate sono inserite in una sorta di involucro biologico. Questo è formato a partire da due cellule embrionali ed è capace di originare la placenta e le altre cellule necessarie allo sviluppo. Le iPS, infatti, non sono in grado di produrre da sole il materiale di supporto, mentre sono interamente responsabili della formazione del corpo dei cuccioli (le analisi hanno dimostrato che tutto il loro materiale genetico proviene dalle iPS).
Nel primo dei tre studi, uscito su Stem Cell a firma di Shaorong Gao dell’Istituto Nazionale di Scienze Biologiche di Pechino (Cina), il tasso di successo è stato dell’1,1 per cento (2 nati su 187 tentativi); già nel secondo, pubblicato su Nature sempre da parte di due gruppi cinesi – quello di Qi Zhou dell’ Istituto di Zoologia di Pechino e di Fanyi Zeng dell’università Jiao Tong di Shanghai – il tasso è salito al 3,6 per cento (22 su 624).
La maggior parte delle linee di iPS ottenute, sebbene selezionate opportunamente, non portano comunque alla formazione di embrioni o generano topolini che muoiono precocemente. Quelli che sopravvivono, però, sono fertili e generano prole a sua volta feconda. Il maggior successo dell’ultimo lavoro sembra dipendere dal trattamento delle cellule con acido valproico (noto per migliorare l’efficienza della riprogrammazione e inibire la proliferazione delle cellule non completamente trasformate) e da un meccanismo che impedisce l’espressione dei quattro geni durante la gestazione: “La nostra ipotesi”, scrive Baldwin “è che la produzione di questi fattori durante lo sviluppo possa causare l’alta percentuale di malformazioni e morte precoce osservata”.
È bene sottolineare che quanto osservato per i topi non è direttamente applicabile agli esseri umani. “Non è detto che le cellule umane si comportino come quelle murine, ma approfondire queste conoscenze aiuterà a capire anche le differenze tra cellule staminali embrionali e indotte umane”, ha spiegato Zhou, che ha aggiunto: “La riprogrammazione cellulare è molto promettente ma non può sostituire lo studio sulle cellule embrionali. I due campi di ricerca non sono alternativi e non si escludono a vicenda”.
Riferimento: doi:10.1038/nature08310
