La trasformazione di un ovulo fecondato in un piccolo embrione vivente si colloca tra le imprese più impressionanti della natura. Ora gli scienziati hanno replicato per la prima volta questo passo fondamentale verso una nuova vita, facendo crescere un embrione di topo artificiale dalle cellule staminali in laboratorio.
Le cellule, cresciute fuori dal corpo in una massa di gel, hanno mostrato di trasformarsi in embrioni primitivi che replicano perfettamente le strutture interne che emergono durante il normale sviluppo nel grembo materno.
Gli scienziati hanno lasciato che gli embrioni artificiali si sviluppassero in coltura per sette giorni, circa un terzo della gravidanza del topo. A questo punto le cellule si erano organizzate in due sezioni anatomiche che normalmente andavano a formare la placenta e il topo embrionale.
Magdalena Zernicka-Goetz, una biologa dello sviluppo che ha guidato il lavoro all’Università di Cambridge, ha dichiarato: ” Considero lo sviluppo dell’embrione un miracolo della natura e cerco di capire il processo. È incredibilmente bello poter iniziare a comprendere quelle forze che danno origine all’organizzazione di sé durante il primo stadio di sviluppo “.
Fino ad ora gli scienziati hanno faticato a ricreare la struttura tridimensionale emergente dell’embrione al di fuori del corpo, mentre nell’utero della madre l’embrione è ancora troppo piccolo per essere osservato in dettaglio usando gli ultrasuoni.
“Questo è il momento dell’ impianto quando l’embrione invade il corpo della madre”, ha detto Zernicka-Goetz. “Settimane dopo puoi osservarlo con gli ultrasuoni, ma questo momento è molto misterioso. È una scatola nera evolutiva”.
Gli scienziati ritengono che almeno due terzi degli aborti avvengano prima che l’embrione si sia impiantato – e spesso prima che la donna sia consapevole di essere incinta.
“Capire veramente i principi chiave della gravidanza in questa fase sarebbe molto utile”, ha detto Zernicka-Goetz.
Il team ha seminato gli embrioni dalle cellule staminali embrionali – potenti cellule master che possono trasformarsi in qualsiasi tipo di cellula nel corpo – piuttosto che partire da un ovulo fecondato. Questo successo potrebbe anche aiutare a superare la carenza di embrioni umani disponibili per la ricerca. Attualmente, questi embrioni sono sviluppati da ovuli donati attraverso cliniche di IVF, mentre la fornitura di cellule staminali embrionali è illimitata.
“Siamo molto ottimisti sul fatto che questa ricerca ci consentirà di studiare gli eventi chiave di questa fase critica dello sviluppo umano senza dover lavorare sugli embrioni”, ha affermato Zernicka-Goetz. “Sapere come si verifica normalmente lo sviluppo ci permetterà di capire perché così spesso va storto”.
Nick Macklon, Professore di ostetricia e ginecologia presso l’Università di Southampton, ha convenuto che la ricerca potrebbe aprire la strada a nuove intuizioni che potrebbero contribuire a ridurre i tassi di aborto in futuro.
Nell’ultimo articolo, pubblicato sulla rivista Science, le singole cellule staminali embrionali sono state mescolate con piccoli gruppi di trofoblasti, le cellule che continuano a formare la placenta.
Le cellule sono state collocate in un gel semisolido che ha permesso alla struttura di crescere in tre dimensioni. Dopo cinque giorni, l’accozzaglia di cellule si era moltiplicata e auto-organizzata in distinte popolazioni di cellule. Le cellule embrionali avevano anche iniziato a divergere in due popolazioni. Un ammasso, il mesoderma che normalmente darebbe origine al cuore, alle ossa e ai muscoli, mentre un altro conteneva cellule che sarebbero diventate cervello, pelle e occhi.
” L’embrione artificiale ha regioni anatomicamente corrette che si sviluppano nel posto giusto e al momento giusto“, ha detto Zernicka-Goetz. “Questa è stata la cosa più sorprendente per noi”.
Anche se l’embrione artificiale somigliava molto a quello reale, i ricercatori hanno affermato che è improbabile che si trasformi ulteriormente in un feto sano. Ciò richiederebbe l’aggiunta del sacco vitellino, che fornisce nutrimento all’embrione e all’interno del quale si sviluppa una rete di vasi sanguigni.
Il team di Cambridge spera ora di creare embrioni artificiali simili con cellule umane.
Il Prof. Robin Lovell-Badge, un biologo che si occupa di cellule staminali al Francis Crick Institute di Londra, ha riferito che gli scienziati non hanno ancora elaborato come estrarre cellule trofoblastiche da embrioni umani.
Nella versione del topo, la comunicazione tra i due tipi di cellule sembrava essere ciò che ha permesso all’embrione di auto-organizzarsi.
“Oggi l’embrione artificiale è solo uno strumento unico per studiare le primissime fasi della vita, a partire dalla nascita della placenta e dei meccanismi con cui l’embrione si impianta nell’utero per dare il via a una gravidanza: processi che al momento sono poco noti, una sorta di ‘scatola nera’ della vita“.
Fonte: Theguardian
