Un team di ricercatori dell’Università di Cambridge hanno sviluppato un’embrione sintetico con organi come cervello e cuore da cellule staminali. Questa sorprendente ricerca apre una nuova strada per ricreare le nostre prime fasi della vita. Il team per il modello non ha utilizzato uova o sperma, bensì le cellule staminali, ossia quelle principali del nostro corpo e che possono svilupparsi in ogni tipo di cellule del corpo.
I ricercatori hanno imitato i processi naturali in laboratorio guidando i tre tipi di cellule staminali presenti nel primo sviluppo dei mammiferi al punto in cui iniziano a interagire. Inducendo l’espressione di un particolare insieme di geni e stabilendo un ambiente unico per le loro interazioni, i ricercatori sono stati in grado di far “parlare” le cellule staminali tra loro.
Grazie alle cellule staminali è stato possibile sviluppare un’embrione sintetico
Le cellule staminali si sono auto organizzate in strutture che si sono evolute nelle diverse fasi di sviluppo, finché non hanno avuto un cuore pulsante o le prime basi del cervello, cosi come il sacco dove l’embrione si sviluppa e da cui riceve i nutrienti nelle prime settimane di vita. A differenza di altri embrioni sintetici quello sviluppato da questo team è l’unico con l’intero cervello ad essere sviluppato. Ciò è un’ulteriore sviluppo rispetto ad altri modelli derivanti da cellule staminali. Questi risultati potrebbero aiutare i ricercatori a comprendere meglio del perché alcuni embrioni continuano a svilupparsi in una sana gravidanza, mentre altri no.
Inoltre i risultati potrebbero aiutare a guidare la riparazione e lo sviluppo di organi umani sintetici per il trapianto. Affinché un embrione umano si sviluppi con successo, è necessario un “dialogo” tra i tessuti che diventeranno l’embrione e i tessuti che collegheranno l’embrione alla madre. Nella prima settimana dopo la fecondazione si sviluppano tre tipi di cellule staminali: una alla fine diventerà i tessuti del corpo e le altre due supporteranno lo sviluppo dell’embrione. Uno di questi tipi di cellule staminali extraembrionali diventerà la placenta, che collega il feto alla madre e fornisce ossigeno e sostanze nutritive; e il secondo è il sacco, dove l’embrione cresce e da dove riceve i suoi nutrienti durante il primo sviluppo.
Molte gravidanze falliscono quando i tre tipi di cellule staminali iniziano ad inviarsi segnali meccanici e chimici tra di loro, che dicono all’embrione come svilupparsi correttamente. Il modello dell’embrione con cellule staminali è importante perché ci dà accessibilità alla struttura in via di sviluppo in una fase che normalmente ci è nascosta a causa dell’impianto del minuscolo embrione nell’utero della madre. Questa accessibilità ci consente di manipolare i geni per comprendere i loro ruoli di sviluppo in un sistema sperimentale modello. Per guidare lo sviluppo del loro embrione sintetico, i ricercatori hanno messo insieme cellule staminali in coltura che rappresentano ciascuno dei tre tipi di tessuto nelle giuste proporzioni e nell’ambiente per promuovere la loro crescita e comunicazione reciproca, fino ad auto assemblarsi in un embrione.
Questo apre nuove possibilità per studiare i meccanismi del neuro sviluppo in un modello sperimentale. Sebbene la ricerca attuale sia stata condotta su modelli murini, i ricercatori stanno sviluppando modelli umani simili con il potenziale per essere diretti alla generazione di tipi di organi specifici, per comprendere i meccanismi alla base di processi cruciali che sarebbero altrimenti impossibili da studiare in embrioni reali. Attualmente, la legge britannica consente lo studio di embrioni umani in laboratorio solo fino al 14° giorno di sviluppo. Se un giorno questo potesse essere efficace, potremmo essere in grado di sviluppare organi sintetici per salvare vite.
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