Gli scienziati hanno prodotto con successo una scimmia neonata 'chimerica', segnando un significativo avanzamento nel campo della ricerca genetica. Questo risultato apre nuove possibilità per lo studio delle malattie umane e lo sviluppo di trattamenti utilizzando scimmie chimere, le quali presentano una maggiore somiglianza biologica con gli esseri umani rispetto ai ratti e ai topi chimere. Tuttavia, lo studio solleva preoccupazioni etiche e sottolinea la necessità di ulteriori ottimizzazioni dell'approccio.
I ricercatori hanno a lungo cercato di creare chimere animali utilizzando cellule staminali embrionali, che possiedono la capacità di svilupparsi in tessuti diversi. Queste cellule staminali possono essere geneticamente modificate prima di essere incorporate in un embrione ricevente. Questo approccio consente agli scienziati di introdurre mutazioni genetiche legate a specifiche malattie, consentendo lo studio di come tali mutazioni influenzano la fisiologia e la salute.
Mentre tale pluripotenza è stata ampiamente dimostrata nei roditori, il suo raggiungimento in altre specie, inclusi i primati non umani, è stata fino ad ora un'impresa complessa a causa delle difficoltà nel far coincidere lo stato di sviluppo delle cellule donatrici con quello degli embrioni ospitanti. In tentativi precedenti con scimmie chimere, solo una percentuale minima (0,1-4,5%) delle cellule in organi come il cervello, il rene e i polmoni proveniva da cellule staminali donatrici, rendendole modelli inadatti per le malattie umane. In questo studio è stato seguito un approccio diverso, più consistente per creare embrioni riceventi con un contributo maggiore di cellule staminali donatrici.
I ricercatori hanno raccolto ovuli da femmine di scimmia Macaca fascicularis (Raffles, 1821) (soprannominate in laboratorio cynomolgus), le hanno fecondate ed estratto cellule staminali embrionali da embrioni di una settimana. Queste cellule staminali sono state geneticamente modificate per mostrare un segnale fluorescente verde. Ottimizzando i nutrienti e le proteine promotori della crescita nella coltura in laboratorio, il team ha perfezionato le condizioni per la crescita di queste cellule staminali.
Successivamente, sono state iniettate in ciascun embrione ricevente, fino a 20 cellule staminali embrionali fluorescenti ne è risutato un forte segnale fluorescente in 74 embrioni chimere. Tuttavia, il tasso di successo è stato modesto, una sola scimmia chimera è nata su 40 scimmie surrogate impiantate con embrioni chimere. L'eutanasia della scimmia chimera dopo dieci giorni a causa di ipotermia e difficoltà respiratorie ha sottolineato la necessità di ulteriori perfezionamenti dell'approccio.
La ricerca mette in luce anche le sfide legate alle tecniche di modifica genetica attualmente utilizzate nei primati non umani, sottolineando le limitazioni in termini di efficienza. Afferma che un approccio alternativo, basato sull'uso di cellule staminali embrionali omologhe, ha il potenziale per superare tali limitazioni. Inoltre, il documento delinea il processo di ottimizzazione delle condizioni di coltura per le cellule staminali embrionali naive della scimmia e il protocollo per la coltura degli embrioni chimera in vitro. I risultati mostrano che la coltura in un particolare mezzo, denominato 4CL, ha prodotto uno stato pluripotente migliore per le cellule staminali embrionali della scimmia, facilitando la sopravvivenza delle cellule donatrici negli embrioni chimera.
Lo studio sottolinea inoltre la rilevanza della generazione di scimmie chimera con un alto contributo di cellule staminali embrionali omologhe nel contesto della ricerca di base e traslazionale. Indica che il successo di questo approccio getta le basi per la futura generazione di primati non umani geneticamente modificati utilizzando cellule staminali embrionali modificate geneticamente. Tuttavia, il documento riconosce alcune limitazioni, compresa l'efficienza complessiva nella generazione di chimere omologhe, e suggerisce vie future per ottimizzare ulteriormente le condizioni di coltura e comprendere a fondo i meccanismi alla base della sopravvivenza delle cellule donatrici nel contesto embrionale.
Lo studio ha ricevuto encomi per i suoi notevoli risultati. Gli scienziati ipotizzano che questo metodo potrebbe essere utilizzato per far crescere organi umani in tessuti di maiale o primati non umani. Eliminando specifici geni, come quelli per il rene, in questi animali e introducendo cellule umane potrebbe portare alla produzione di organi umani. Tuttavia, questa prospettiva è accompagnata da preoccupazioni etiche, specialmente se le cellule staminali embrionali umane contribuiscono a sistemi critici come il sistema nervoso, il cervello o le cellule riproduttive. Mentre lo studio segna una significativa svolta nella creazione di scimmie chimere con un maggior contributo di cellule staminali donatrici, sollecita una ponderata riflessione sulle implicazioni etiche e sulla necessità di ulteriori perfezionamenti. Bilanciare il progresso scientifico con le responsabilità etiche sarà cruciale mentre i ricercatori esplorano le potenziali applicazioni di questa ricerca pionieristica in futuro. Live birth of chimeric monkey with high contribution from embryonic stem cells.
