Ricerca ed etica dell’uomo in provetta

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Organoide ricerca

 

Due studi pubblicati di recente sulla rivista Science, uno guidato da Bredenoord e l’altro da Cohen, hanno analizzato a fondo alcune tra le più eccitanti tecnologie biomediche dell’ultimo decennio: gli organoidi e la gametogenesi in vitro, esaltandone le sbalorditive implicazioni ma anche le annose questioni etiche circa l’utilizzo nella ricerca, scomodando questioni tutt’altro semplici da risolvere.

La nozione di organoide è nota da una decina di anni ormai, ma la tecnologia per produrli è degli anni ’80-’90, quando venivano alla luce le prime conferme sulla fattibilità delle colture cellulari tridimensionali. Ma che cos’è un “organoide”? Con questo termine si intende una struttura pluricellulare tridimensionale derivata da cellule staminali pluripotenti e progenitrici specifiche dell’organo che si vuole riprodurre, capace di mimare l’architettura e la fisiologia dell’organo stesso. La genesi dipende dall’espansione e dalla auto-organizzazione delle cellule, che vengono indirizzate verso quel determinato tipo cellulare da una combinazione di fattori di crescita e terreni adeguati.

La gametogenesi in vitro, invece, consiste nella fedele riproduzione del complesso meccanismo che porta, da una cellula staminale primordiale (PGCs), alla formazione di un gamete funzionante. La base per la generazione delle PGCs possono essere sia cellule staminali embrionali (ESCs) che staminali indotte (iPSCs).

Cosa siamo riusciti a fare fino ad ora

Allo stato attuale delle cose, sono stati molti i tentativi di replicare questo processo in vitro, con parziale successo. Sappiamo infatti che la gametogenesi consiste in due momenti distinti, uno extragonadico (quindi al di fuori di testicolo e ovaio) ed uno gonadico. Il primo avviene durante le prime fasi dello sviluppo embrionale ed è stato ottenuto in vitro, su modelli murini, da Hayashi, che è riuscito poi, reimpiantando queste cellule nelle gonadi, a dare gameti funzionanti. Zhou e Hikabe, a loro volta, sono stati capaci di generare cellule simili a spermatozoi e ovociti fecondabili, a partire da cellule staminali embrionali di topo (ESCs). Il problema sta nel mettere insieme questi due momenti, sia quello extragonadico che gonadico, riproducendo passo passo tutte le tappe, tra cui la fitta rete molecolare che regola le attività di cellule germinali e gonadiche. Sull’uomo siamo ancora fermi alla prima fase, in quanto si è riusciti a creare PGCs da iPSC e ESCs.

Impatto sulla scienza

Se si guarda la progressione temporale delle ricerche in questi campi, non è fantasia immaginare che tra alcuni anni saremo capaci da creare tessuti ed organi perfettamente funzionanti, per cui le applicazioni di queste tecnologie sarebbero innumerevoli. Nel campo della diagnostica, la gametogenesi in vitro permetterebbe di:

  • Caratterizzare una malattia ereditaria a tutti i livelli di complessità
  • Rimpiazzare gameti malati con quelli sani (dello stesso soggetto),
  • Vincere le patologie mitocondriali
  • Favorire la derivazione di linee di cellule staminali con tecniche che prevedono l’utilizzo di ovociti, attualmente poco utilizzate per questioni etiche e di disponibilità.

La ricerca stessa avrebbe la possibilità di studiare lo sviluppo umano in maniera mai vista prima, di comprendere a fondo meccanismi patogenetici direttamente sull’uomo, senza passare per intermedi murini.

Gli organoidi analogamente avrebbero grosse ripercussioni, in particolare influenzerebbero:

  • La sperimentazione sugli animali: argomento tanto importante quanto delicato, la sperimentazione sugli animali è un baluardo insostituibile per la ricerca ancora oggi; l’introduzione degli organoidi non permetterà di sostituire completamente il loro utilizzo, specie se si parla di malattie sistemiche, ma sicuramente consentiranno di avvicinare di più i risultati alla clinica data la somiglianza stretta con il metabolismo umano;
  • La ricerca su embrioni e feti umani: sembra paradossale, ma l’utilizzo di organoidi potrebbe incrementare l’impiego di embrioni e feti almeno in un primo momento, in quanto la qualità della struttura 3D deve essere comparabile a quella di un vero organismo, implicando indagini invasive e potenzialmente distruttive degli embrioni stessi.
  • La ricerca sui tessuti: sarà molto più semplice avere a disposizione tessuti per la ricerca, attualmente reperibili solo nelle biobanche.
  • La ricerca clinica e la medicina di precisione: lo sviluppo e l’applicazione dei farmaci sarebbe molto più personalizzata, in quanto studiata direttamente su strutture provenienti dal paziente da trattare

Aspetti etici e regolamentazione

Ad un primo approccio tutto quanto descritto sembra preso direttamente dalle pagine di Asimov, sembrerebbe che niente e nessuno possa fermare questa “fiumana del progresso”. In realtà quando si parla di cellule staminali, rigenerazione e modificazioni degli organismi, le problematiche legate alla loro manipolazione sono sotto la lente non solo della tecnica ma anche dell’etica, imprescindibile aspetto della natura uman. Essendo un campo estremamente complesso, verranno evidenziate solo alcuni aspetti salienti che, secondo i ricercatori, potrebbero influenzare più o meno pesantemente lo sviluppo e l’applicazione delle tecnologie sopra nominate:

  • La regolamentazione sulla sperimentazione animale: in generale, esistono due posizioni principali, chi è neutrale e vede questa pratica come necessaria alla progressione della ricerca e chi la ritiene una barbarie, invocando a metodi alternativi. La posizione più accettata attualmente è quella delle tre R (replacement, reduction and refinement), che prevede l’uso di metodi alternativi quando possibile, riducendo all’osso il numero di cavie col minimo dolore/danno. Sia gli organoidi che la gametogenesi in vitro non promettono un’abolizione ma consentiranno una riduzione drastica.
  • La regolamentazione su embrioni e feti: la questione è ancora più complessa, c’è chi ritiene inaccettabile ogni manipolazione post-fecondazione, chi la accetta entro certi limiti (14 giorni) e chi la permette in maniera ancora più ampia. Attualmente si accetta la seconda, con l’uso di embrioni non impiantati e derivati da fertilizzazione in vitro. Organoidi e gametogenesi in vitro potrebbero risolvere in parte la questione, anche se la proprietà e la legittimità dell’impiego delle cellule che daranno le strutture rimane ancora materia di dibattito, specialmente se si parla di organoidi cerebrali.
  • La regolamentazione degli studi clinici: la ricerca avrà necessariamente bisogno di processi di creazione-distruzione di feti piuttosto intensa, ma allo stato attuale, secondo l’Emendamento di Dicker-Wicker in vigore negli USA, non possono essere utilizzati fondi federali per sperimentazioni che coinvolga creazione e distruzione di embrioni; ci sarà bisogno di revisioni anche in questo senso.
  • Regolamentazione dei trapianti: l’ipotesi che si possano utilizzare organoidi per i trapianti vacilla davanti alla necessità di trial clinici senza precedenti evidenze su animali; per di più richiederebbero interventi invasivi, con cellule staminali su cui si ha un controllo non completo e con metodiche rivoluzionarie, potenzialmente non esenti da rischi.

Le questioni aperte sono molte, alcuni più vicine a soluzione altre ancora da vagliare e scoprire. L’unica certezza è che queste tecnologie ci sono e saranno protagoniste dell prossimo futuro, ma a quale prezzo?

FONTI | Articolo 1, Articolo 2