Il 4 agosto 2016, il National Institutes of Health (NIH) degli Stati Uniti ha annunciato che avrebbe revocato la moratoria sulla creazione di chimere. Stiamo parlando di esperimenti eticamente controversi in cui le cellule staminali umane vengono iniettate in embrioni animali - di conseguenza, si formano organismi che combinano tratti animali e umani. Gli scienziati le chiamano chimere.
Nell'antica Grecia, le chimere erano chiamate mostri mitologici con la testa e il collo di un leone, il corpo di una capra e la coda di un serpente. Le stesse chimere sono organismi con materiale geneticamente dissimile. Potrebbero servire come modelli biologici convenienti per lo studio di varie malattie, ad esempio il cancro o le sindromi neurodegenerative, e potrebbero diventare una fonte di organi per il trapianto.
Tuttavia, una volta che la biologia sperimentale si avvicina alla fantascienza, il pubblico teme che ciò possa portare a conseguenze non intenzionali.
Quando si creano chimere, vengono utilizzate cellule staminali con proprietà di pluripotenza. In altre parole, sono in grado di trasformarsi in tutte le cellule di un embrione umano. Le cellule vengono introdotte nei tessuti dell'embrione di organismi modello (topi, ratti, scimmie, maiali e altri animali) in fasi molto precoci, dopodiché l'embrione può svilupparsi ulteriormente.
Nel settembre 2015, l'NIH ha espresso la preoccupazione che se le cellule staminali venissero iniettate nel cervello dei topi, il risultato potrebbe essere roditori con capacità cognitive alterate, cioè animali con "superintelligenza". Pertanto, il NIH, che assegna sovvenzioni per la ricerca biomedica, ha deciso di sospendere i finanziamenti per esperimenti con chimere fino a quando i loro esperti non esaminano la questione etica.
Tuttavia, alcuni gruppi di ricerca negli Stati Uniti erano già impegnati a creare chimere. Il MIT Technology Review riporta che nel 2015 ci sono stati circa 20 tentativi di produrre chimere di uomo maiale e uomo pecora. Sfortunatamente, non è stato ancora pubblicato un singolo lavoro scientifico e non sono stati segnalati casi di successo nella produzione di animali con tessuti umani.
Da sinistra a destra: topo normale, topo con gabbie per topi, topo con gabbie per topi, topo normale
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Gli esperimenti con organismi chimerici combinano ingegneria genetica e biologia delle cellule staminali. Non basta introdurre cellule pluripotenti nell'embrione di un animale, perché in questo caso si può ottenere un organismo con disordini catastrofici dello sviluppo. Gli scienziati di solito disattivano i geni negli embrioni in modo che non possano formare tessuti specifici. In questo caso le cellule staminali assumono il compito di formare l'organo mancante, che non è diverso da quello umano, rendendolo idoneo al trapianto.
Secondo il cardiologo Daniel Garry, i primi test di questo metodo sono stati effettuati nel suo laboratorio. I ricercatori hanno progettato maiali a cui mancavano alcuni muscoli scheletrici e vasi sanguigni. Tali animali non sarebbero vitali, ma gli scienziati hanno aggiunto cellule staminali agli embrioni di un altro embrione di maiale.
I risultati hanno impressionato così tanto i militari statunitensi che hanno dato a Harry una sovvenzione di 1,4 milioni di dollari per far crescere i cuori umani nei maiali. Lo scienziato avrebbe continuato la sua ricerca nonostante la moratoria del NIH, ed è stato uno degli 11 autori che hanno pubblicato una lettera in cui criticava la decisione del centro biomedico.
Gli scienziati hanno affermato che la moratoria dei NIH rappresenta una minaccia per lo sviluppo della biologia delle cellule staminali, della biologia dello sviluppo e della medicina rigenerativa e si sono chiesti se le cellule staminali potrebbero produrre un animale altamente intelligente e umanizzato. In particolare, hanno sottolineato che gli esperimenti di xenotrapianto in cui le cellule nervose umane vengono impiantate nel cervello dei topi non hanno portato a roditori eccessivamente intelligenti.
Cellule staminali umane (rosse) in embrioni di topo allo stadio di blastocisti
Per precauzione, alcuni ricercatori che lavorano su chimera non consentono la nascita delle loro creazioni. Gli embriologi studiano gli embrioni per ottenere informazioni sul contributo delle cellule staminali umane allo sviluppo fetale.
Tuttavia, nonostante il fatto che alcuni laboratori stiano giocando sul sicuro, esistono già animali chimerici, ad esempio i topi, dotati del sistema immunitario umano. Tali animali vengono creati attraverso l'introduzione di cellule del fegato e del timo da embrioni umani abortiti nel corpo di roditori già nati.
Di grande interesse per gli scienziati è la creazione di chimere allo stadio di blastocisti, quando il feto è una palla composta da diverse decine di cellule. Questo metodo è chiamato complementazione embrionale.
Nel 2010, i ricercatori in Giappone sono riusciti a creare topi il cui pancreas era interamente composto da cellule di ratto. Hiromitsu Nakauchi, l'autore principale dell'opera, decise in seguito di creare un "maiale umano", per il quale dovette trasferirsi negli Stati Uniti, poiché i comitati scientifici in Giappone non approvano tali esperimenti.
Lo scienziato sta ora lavorando alla Stanford University con una borsa di studio del California Institute of Regenerative Medicine. La maggior parte delle cellule pluripotenti iniettate negli embrioni nel suo laboratorio sono prodotte dal suo stesso sangue, ha detto, poiché le barriere burocratiche impediscono il reclutamento esterno di volontari.
La maggior parte delle persone, sentendo la parola "chimera", immagina mostri creati da scienziati pazzi. Gli scienziati devono dimostrare che le cellule umane possono effettivamente moltiplicarsi e formare organi completi e sani negli animali. Topi e ratti sono geneticamente abbastanza vicini, quindi la creazione di chimere in questo caso non è un problema. Nel caso degli esseri umani e dei maiali, il cui antenato comune visse 90 milioni di anni fa, le cose potrebbero essere diverse.
Gli scienziati stanno già testando la complementazione di embrioni di suino con cellule staminali umane, ma la ricerca è iniziata solo dopo l'approvazione di tre commissioni di bioetica. La Stanford University, che sta conducendo la ricerca, ha un tempo di sviluppo embrionale limitato a 28 giorni (i suinetti nascono a 114 giorni). Tuttavia, il feto sarà sufficientemente sviluppato per essere in grado di determinare quanto bene si stanno formando i boccioli degli organi.
La scorsa settimana, il NIH ha proposto di sostituire la moratoria con competenze aggiuntive che saranno condotte da un comitato di esperti di etica e di benessere degli animali. Prenderanno in considerazione fattori come il tipo di cellule umane, il loro posizionamento nell'embrione e possibili cambiamenti nel comportamento e nell'aspetto dell'animale. I risultati degli esperti aiuteranno i NIH a decidere se il progetto esaminato merita di essere finanziato.
