Un nuovo modo per produrre cellule staminali embrionali

Da oggi sarà più facile produrre cellule staminali di tipo embrionale. È quanto suggerisce uno studio effettuato presso l’Health and Science University dell’Oregon negli Stati Uniti e pubblicato su Nature. Gli autori hanno sviluppato un metodo per produrre cellule staminali totipotenti partendo da cellule adulte private del nucleo, e usando il materiale genetico di cellule mature differenziate. La novità del loro approccio è che permette di utilizzare come recipienti cellule già fertilizzate, i blastomeri, che si trovavano in una fase del ciclo di divisione cellulare chiamata interfase, in cui finora si riteneva impossibile la riprogrammazione in cellule staminali. Se i risultati dello studio saranno confermati, si tratterà di un importante passo avanti per la medicina rigenerativa.

La produzione di cellule staminali embrionali (ESc) attraverso il trasferimento del nucleo di cellule somatiche (Scnt) è una tecnica nota da tempo. Si basa sull’uso di ovociti privati del nucleo, in cui viene introdotto il materiale genetico di una cellula somatica ormai differenziata.

Finora, però, la generazione di ESc dipendeva in maniera significativa dall’ambiente della cellula ricevente, che doveva trovarsi in una fase specifica del ciclo di divisione cellulare, chiamata metafase. Con questa tecnica infatti, il successo del processo di clonazione dipende dalla presenza di fattori di pluripotenza provenienti dalla madre, presenti solo durante la metafase.

Nei loro esperimenti, i ricercatori americani hanno messo a punto un nuovo protocollo che rende più efficiente il processo di riprogrammazione somatica, e non ha bisogno di ovociti immaturi, che sono estremamente difficili da ottenere. Al loro posto gli autori hanno usato delle cellule di embrioni di topo, i blastomeri, che avevano appena effettuato la prima divisione cellulare (stadio a due cellule) e si trovavano all’inizio della cosiddetta interfase, o fase G1 del ciclo cellulare. Al loro interno i ricercatori hanno trasferito il nucleo ottenuto da tre tipi di cellule differenziate, anch’esse nella fase G1: i fibroblasti fetali, le cellule del cumulus che circondano gli ovociti e si trovano nelle ovaie, e altre cellule staminali.

Gli esperimenti hanno dimostrato che la chiave per il funzionamento del nuovo metodo è utilizzare blastomeri che sono entrati da poco nell’interfase. Quando il trasferimento del materiale genetico avveniva durante i primi 30-60 minuti dall’inizio della fase G1, il 38% delle cellule ottenute continuava infatti a svilupparsi fino allo stadio di blastocisti, una percentuale simile a quella ottenuta con le procedure standard usate finora. Se, però, il trasferimento avveniva quando i blastomeri si trovavano in fase G1 intermedia (1-2h) o tardiva (3h) la produzione di blastocisti si riduceva. Infine, se i blastomeri avevano superato l’interfase (4-6h), lo sviluppo delle blastocisti era bloccato.

Inoltre, le cellule staminali prodotte con il nuovo metodo hanno dimostrato di poter dare origine a progenie viva una volta trasferite nell’utero di femmine di topo. L’analisi del cariotipo e della composizione del Dna mitocondriale dei 14 topolini nati in questo modo ha confermato che dieci di essi si erano originati dalle cellule staminali prodotte, e le caratteristiche di questi animali sono risultate trasmissibili alla loro progenie.

Secondo gli autori, questi risultati dimostrano che i cosiddetti fattoripluripotenti sono presenti non solo negli ovociti che si trovano in metafase, come finora ipotizzato, ma anche in cellule embrionali già fecondate in interfase. Sarebbe quindi la sincronizzazione tra il nucleo donatore e la cellula ricevente il fattore determinante del successo della riprogrammazione allo stato staminale totipotente.

Se replicati anche nell’uomo, questi risultati potrebbero avere importanti implicazioni per la produzione di cellule staminali embrionali umane autologhe. Spesso infatti, gli embrioni prodotti a scopo riproduttivo durante i processi di fecondazione in vitro che non vengono utilizzati sono eliminati o donati per la ricerca, ed è quindi più facile avere accesso a questo tipo di cellule rispetto agli ovociti immaturi normalmente utilizzati. La tecnica dunque potrebbe aprire nuove importanti prospettive nel campo della medicina rigenerativa e della clonazione terapeutica.

Riferimenti: Nature

Credits immagine: University of Michigan…/Flickr