Gli scienziati della Monash University di Clayton, Australia, hanno realizzato queste strutture simili a embrioni a partire da cellule di pelle umana modificate. (Immagine: Monash University/PA)

Gli scienziati hanno creato sfere cave di cellule che assomigliano agli embrioni umani nelle loro prime fasi di sviluppo. Gli embrioni artificiali, chiamati "blastoidi", potrebbero permettere agli scienziati di studiare lo sviluppo umano precoce, l'infertilità e la perdita di gravidanza senza sperimentare su embrioni reali.    

Due gruppi di ricerca separati hanno creato questi embrioni modello usando metodi diversi, e ciascuno ha pubblicato i loro risultati il 17 marzo nella rivista Nature Portfolio. 

Un gruppo di ricerca ha iniziato con cellule di pelle umana adulta, che hanno riprogrammato geneticamente per assomigliare alle cellule embrionali, secondo una dichiarazione. I ricercatori hanno poi fatto crescere queste cellule modificate su un'impalcatura 3D che le ha guidate in una forma sferica. La struttura risultante ha imitato da vicino una blastocisti umana, una struttura che in genere contiene poche centinaia di cellule e si forma circa quattro giorni dopo che una cellula spermatica feconda un uovo e poi si impianta nella parete uterina, Nature News ha riportato. 

Il secondo gruppo di ricerca ha iniziato con le cellule staminali umane, comprese le cellule staminali embrionali e le cellule staminali derivate dal tessuto cutaneo adulto, note come "cellule staminali pluripotenti indotte", ha riferito Nature News. Il team ha trattato le cellule staminali con sostanze chimiche specifiche note come fattori di crescita per indurle a prendere la forma di una blastocisti.

Entrambe le squadre hanno dimostrato che le loro blastocisti fatte in casa si comportavano in modo simile a quelle reali, nel senso che si formavano come sfere cave e contenevano tre tipi di cellule distinte che alla fine formavano diverse parti del corpo, come fanno le blastocisti, ha riferito Nature. Inoltre, le sfere potevano "impiantarsi" in un foglio di plastica, che sostituiva la parete uterina umana. 

Nonostante queste somiglianze, nessuno dei due modelli ricrea perfettamente un embrione umano, e sulla base di prove da modelli di topi simili, le sfere probabilmente non possono svilupparsi oltre lo stadio di blastocisti. L'evidenza suggerisce che, quando impiantati in un utero di topo, i blastoidi di topo non riescono a differenziarsi correttamente in ulteriori tipi di cellule, potenzialmente a causa di come la loro espressione genica differisce dalle vere blastocisti, secondo un rapporto del 2019 sulla rivista Developmental Cell.

"Considererei questo come un importante progresso nel campo", Jianping Fu, professore di ingegneria meccanica presso l'Università del Michigan, Ann Arbor, ha detto a NPR. "Questo è davvero il primo modello completo di un embrione umano".

"Con questa tecnica, possiamo fare centinaia di queste strutture. Quindi questo ci permetterà di aumentare la nostra comprensione dello sviluppo umano molto precoce", ha detto a NPR José Polo, biologo dello sviluppo alla Monash University in Australia e autore senior del primo studio. "Pensiamo che questo sarà molto importante".

Tuttavia, gli esperimenti sollevano alcune serie questioni etiche. 

"Sono sicuro che rende nervoso chiunque sia moralmente serio quando le persone iniziano a creare strutture in una capsula di Petri che sono così vicine ad essere dei primi esseri umani", ha detto Daniel Sulmasy, un bioeticista della Georgetown University, a NPR. "Più premono sulla busta, più penso che chiunque si innervosisca per il fatto che le persone stanno cercando di creare esseri umani in una specie di provetta".

Per ora, la Società Internazionale per la Ricerca sulle Cellule Staminali (ISSCR) ha una linea guida che pone dei limiti di tempo sugli esperimenti sugli embrioni umani in laboratorio, limitandoli a 14 giorni, ha riportato Nature. Questo limite ha lo scopo di impedire all'embrione di maturare oltre il punto in cui le sue cellule iniziano a differenziarsi in strutture complesse; nella gravidanza umana, la blastocisti impiantata formerebbe una "striscia primitiva" entro il 14° giorno, che è un marchio che segnala il passaggio a questa differenziazione. Entrambi i team di ricerca hanno rispettato questa regola nei nuovi esperimenti sulla blastocisti.

L'ISSCR prevede di emettere linee guida aggiornate sulle strutture simili agli embrioni, come questi blastoidi, nel maggio 2021, secondo Nature.

In un rapporto pubblicato nel febbraio 2020, la società ha dichiarato che tali modelli "avrebbero grandi benefici potenziali per la comprensione del primo sviluppo umano, per la scienza biomedica, e per ridurre l'uso di animali ed embrioni umani nella ricerca. Tuttavia, le linee guida per la condotta etica di questa linea di lavoro non sono al momento ben definite", secondo la dichiarazione della Monash University.

Nel frattempo, il National Institutes of Health (NIH) degli Stati Uniti "continuerà a considerare le applicazioni caso per caso", secondo una dichiarazione pubblicata l'11 marzo da Carrie Wolinetz, il direttore della politica scientifica del NIH.