Cuori umani in embrioni di maiale: un passo storico verso i trapianti del futuro

Per la prima volta, un gruppo di ricercatori ha coltivato cuori contenenti cellule umane all'interno di embrioni di maiale, riuscendo a mantenerli in vita per 21 giorni, durante i quali i piccoli cuori hanno iniziato a battere. Il risultato è stato presentato in occasione del congresso annuale della International Society for Stem Cell Research tenutosi a Hong Kong, segnando una tappa fondamentale nella ricerca sugli organi chimera.
Il progetto rientra in una linea di studi in rapido sviluppo, mirata a creare chimere uomo-animale: organismi in cui cellule umane crescono all'interno di embrioni animali, con l'obiettivo, un giorno, di generare organi umani interamente funzionali da trapiantare in persone affette da gravi patologie. Questo approccio potrebbe rappresentare una soluzione concreta alla cronica carenza globale di organi per il trapianto.
Una delle strategie più promettenti consiste nell'eliminare alcuni geni chiave negli embrioni animali, in modo che non possano sviluppare un organo specifico - in questo caso il cuore - e successivamente inserire cellule staminali umane capaci di colmare quel vuoto biologico e formare l'organo desiderato. Metodi simili sono già stati sperimentati per generare cellule muscolari e dei vasi sanguigni umani all'interno di embrioni di maiale.
Secondo Lai Liangxue, biologo dello sviluppo presso il Guangzhou Institutes of Biomedicine and Health dell'Accademia Cinese delle Scienze e responsabile dello studio, i maiali sono considerati donatori ideali, poiché le dimensioni e l'anatomia dei loro organi sono molto simili a quelle degli esseri umani. In ricerche precedenti, il team di Lai era riuscito a far crescere reni umani in embrioni di maiale, arrivando fino a 30 giorni di sopravvivenza all'interno delle scrofe gravide. Con questo nuovo studio, il gruppo ha voluto verificare se risultati analoghi potessero essere raggiunti anche con il cuore.

Il cuore che batte

Nello studio, che non è ancora stato sottoposto a revisione paritaria, i ricercatori hanno riprogrammato cellule staminali umane, potenziandole con geni anti-apoptotici e pro-crescita, in modo da aumentarne la sopravvivenza all'interno dell'organismo suino. Parallelamente, hanno creato embrioni di maiale privi di due geni fondamentali per lo sviluppo cardiaco. In una fase precoce - detta stadio di morula, in cui l'embrione è una piccola sfera composta da circa una dozzina di cellule in rapida divisione - hanno iniettato le cellule umane, trasferendo poi gli embrioni ottenuti in madri surrogate suine.
Gli embrioni sono riusciti a svilupparsi fino al ventunesimo giorno, ma non oltre. Secondo Lai, è possibile che la presenza delle cellule umane abbia compromesso la funzionalità del cuore suino, determinando l'interruzione dello sviluppo.
All'analisi microscopica, i cuori embrionali avevano raggiunto dimensioni paragonabili a quelle di un cuore umano in quello stadio evolutivo, ovvero grosse quanto un polpastrello, e mostravano attività contrattile spontanea. Le cellule umane sono state identificate grazie all'utilizzo di biomarcatori luminescenti, che le facevano brillare alla fluorescenza.
Non è stato però specificato quale fosse l'effettiva proporzione di cellule umane nel tessuto cardiaco. In studi precedenti, effettuati sul rene, la presenza cellulare umana si attestava tra il 40% e il 60%; il resto era ancora costituito da cellule suine.

Dubbi scientifici e sfide future

Hiromitsu Nakauchi, biologo delle cellule staminali dell'Università di Stanford (California), presente alla conferenza, ha affermato che sarà necessario analizzare attentamente i dati per confermare che le cellule cardiache osservate siano effettivamente umane. Una delle principali problematiche nello studio delle chimere, infatti, è la possibilità di contaminazione delle linee cellulari umane con cellule di altre specie.
Anche Hideki Masaki, scienziato dell'Institute of Science di Tokyo, ha sottolineato che le cellule umane fluorescenti erano presenti solo in una parte limitata del cuore, e che non è ancora chiaro quanto siano riuscite a integrarsi con le cellule suine. Se lo scopo finale è produrre cuori trapiantabili negli esseri umani, l'organo dovrà essere interamente composto da cellule umane, per evitare reazioni di rigetto da parte del sistema immunitario del ricevente.

Una speranza per il futuro

Nonostante le sfide ancora aperte, lo studio rappresenta un passo pionieristico nella medicina rigenerativa. La possibilità di coltivare organi umani funzionali in organismi animali potrebbe rivoluzionare il sistema dei trapianti e salvare milioni di vite in tutto il mondo. Tuttavia, prima che questi risultati possano tradursi in applicazioni cliniche, sarà necessaria una lunga fase di sperimentazione, approfondimenti etici e controlli biologici rigorosi per garantire sicurezza ed efficacia.
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