Porchi: aiutanu à risolve a crisa di u trasplante d'urgani

Ogni 10 minuti qualchissia hè aghjuntu à a lista d'attesa di u trasplante naziunale. Centinaia di millaie di pazienti ogni ghjornu aspettanu attualmente una donazione di l'organu salvatore solu in i Stati Uniti. Parechje di elli sò in diverse tappe di fegatu, cori, rini è altri tipi di fallimentu d'urganu. Ma ogni ghjornu 22 d'elli moriranu aspittendu un trasplante cù solu circa 6000 trasplante realizatu in l'USA ogni annu (Donate Life). 

Malgradu i beneficii rivoluzionarii chì i trasplante d'urgani anu introduttu in u campu medico, ci sò sempre difetti cù u so prucessu. A dumanda di l'organi supera severamente a quantità dispunibule (OPTN). A fonte principale di l'organi hè di donatori morti. Ma chì si a ghjente ùn avia micca bisognu di more per chì l'altri campanu ? E s'ellu ci era una manera chì pudemu cultivà questi organi?

A capacità di cultivà l'organi umani in l'embrioni di l'animali hà recentemente suscitatu assai interessu in u mondu di a ricerca. L'Istitutu Naziunale di Salute (NIH) hà publicatu una dichjarazione u 4 d'aostu di u 2016 chì anu da furnisce un finanziamentu per l'esperimentazione di chimeras, l'organisimi animali-umani. Anu elevatu assai di e so linee guida previ per a Ricerca di Cellule Stem Umane basate nantu à a premessa chì e chimera "tenenu un putenziale tremendu per a modellazione di malatie, teste di droghe, è forse eventuale trasplante di organi". Per via di questu, l'investigazioni nantu à l'usu di e cellule staminali umane in l'animali anu crisciutu assai in l'ultimi anni, è ancu mesi (Istitutu Naziunale di Salute).

L'idea

Juan Carlos Izipusua Belmonte, un prufessore in u Laboratoriu di Espressione Genetica in l'Istitutu Salk per Studi Biologichi, delinea in u so articulu truvatu in Scientific American in uttrovi i so metudi di laboratori di sviluppà un organu umanu in un porcu. L'ughjettu più descriptivu per sta ricerca hè di cambià a natura di un organu da l'animali à l'omu prima di principià u sviluppu è permettenu di cultivà à u termine. À questu tempu, pudemu coglie è aduprà per u trasplante in l'omu chì mostra fallimentu d'urganu.

Per cumincià, sguassate a capacità di u porcu di creà un organu funziunale manipulendu u so genoma utilizendu l'enzimi CRISPR / Cas9 cum'è "forbici", chì taglia u genu rispunsevule per a creazione di un organu particulari. Per esempiu, in u casu di u pancreas, ci hè un genu specificu chjamatu Pdx1 chì hè sanu rispunsevuli di a furmazione di u pancreas in tutti l'animali. A eliminazione di stu genu crea un animale senza pancreas. Permettenu à l'ovu fecundatu di cresce in un blastocisto, i cellule staminali pluripotenti induciate (iPSCs) chì cuntenenu a versione umana di u genu di l'animali sguassatu precedente sò introdutte in a cellula. Per u casu di u pancreas, questu seria una inserzione di cellule staminali umane chì cuntenenu u genu umanu Pdx1. Questu blastocisto deve esse impiantatu in una mamma surrogata, è permessu di sviluppà. In teoria, questu permette à u blastocisto di maturà à un adultu è formanu un urganu funziunanti, ma di origine umana invece di porcu (Scientific American).

Induve simu avà ?

In u 2010, u duttore Hiromitsu Nakauchi à l'Università di Tokyo hà cultivatu successu un mouse cù un pancreas di rat. Anu ancu determinatu chì l'usu di iPSC, in uppusizione à e cellule staminali embrionali, permette à l'animali di fà novi organi chì sò veramente specifichi per un individuu umanu. Questu aumenta a probabilità di successu per u trasplante postu chì diminuite a chance di rigettu. Riduce ancu i prublemi etichi assuciati cù u travagliu è l'ottenimentu di e cellule staminali embrionali, chì resta un prucessu assai cuntruversu per via di a natura in quale e cellule staminali embrionali sò raccolte, da i tessuti di i feti abortiti (Modern Farmer).

Juan Carlos Izipusua Belmonte dichjara ancu chì i circadori in u so labburatoriu anu cultivatu cù successu u tissutu umanu in u blastocisto dopu l'iniezione di cellule staminali umane in embrioni di porcu. Sò sempre aspittendu risultati da a maturazione completa di l'embrioni, è per permessu di l'autorità statali è lucali per cuntinuà u so travagliu. À u mumentu, sò permessi solu di lascià l'embrioni di u porcu-umani gestate per 4 sette, è quandu anu da sacrificà l'animali. Questu hè un accordu chì anu ghjuntu cù l'autorità regulatori chì osservanu i so esperimenti.

Izipusua Belmonte dice chì a so squadra hè attualmente cuncentrata nantu à a crescita di un pancreas o di un rino, per via di u fattu chì anu digià identificatu u genu chì principia u so sviluppu. L'altri geni ùn sò micca cusì simplici. U core, per esempiu, hà parechji geni chì sò rispunsevuli di a so crescita, facendu assai più difficiuli di sbattà cù successu. Questu significa chì sta capacità di cultivà l'organi ùn hè micca necessariu di risolve tutti i nostri prublemi cù trasplante d'urgani, ma forsi solu per organi particulari, quelli chì u sviluppu pò esse regulatu da un genu (Scientific American).

I prublemi

Izipusua Belmonte discute in prufundità i limiti è i punti di forza di stu campu in u so articulu Scientific American. In quantu à l'usu di i porchi cum'è un surrogatu, l'organi di u porcu ponu cresce à qualsiasi dimensione necessaria per allughjà a persona chì hà bisognu di u trasplante, cusì accolta per diverse custruzzioni. Ci hè, però, preoccupazioni cù u periodu di gestazione di i porchi, chì hè solu 4 mesi, cumparatu cù u periodu di 9 mesi necessariu per l'omu. Ci saria dunque una discrepanza in u tempu di differenziazione di e cellule staminali umane, chì normalmente necessitanu un periodu di 9 mesi per maturà. I scientisti anu da adattà u clock internu di queste cellule staminali umane.

Un altru prublema implica l'usu di iPSC cum'è fonte di cellule staminali umane. Ancu s'ellu evitendu preoccupazioni etiche è esse più specifichi di e persone cà e cellule embrionali, cum'è dichjaratu prima, iPSC sò menu naïve. Questu significa chì queste cellule staminali anu digià una certa forma di differenziazione è chì l'embrioni in via di sviluppu sò stati dimustrati chì li rifiutanu cum'è stranieri. Jun Wu, un investigatore in u Laboratoriu di Espressione Genetica in l'Istitutu Salk cù Izipusua Belmonte, hè attualmente travagliatu nantu à una manera di trattà l'iPSCs cù l'hormone di crescita per "reagisce in modu adattatu à una gamma più larga di signali embrionali". Izipusua Belmonte dice chì, finu à a data, anu dimustratu risultati promettenti chì stu trattamentu aumenta in fattu a probabilità di integrazione in u blastocisto. Stu studiu hè sempre in i so primi stadi, in ogni modu, perchè e ramificazioni cumplette sò sempre scunnisciute, ancu s'elli parevanu promettenti.

Inoltre, ci sò ancu assai più prublemi cù questi studii. I porchi è l'omu ùn sò micca cusì evolutivamente ligati cum'è l'omu è i rati, chì anu dimustratu u successu crescita di l'organi umani finu à a data. Hè pussibule chì l'iPSC umani puderanu esse adattati per esse incapaci di perceive differenze in i parenti stretti, ma se i porchi sò più fora di quellu regnu, allora l'integrazione in u blastocisto puderia esse impussibile. In questu casu, altri animali di l'ospiti anu da esse esplorati più (Scientific American).

I prublemi etichi

Hè abbastanza ovvi chì ci sò parechje prublemi etichi assai estremi cù stu tipu di tecnulugia. Sò sicuru chì avete ancu pensatu à uni pochi di voi stessu mentre leghje questu. A causa di a so recente emergenza in u mondu di a scienza, ùn sapemu micca veramente a larghezza di a capacità di sta tecnulugia. Hè pussibule chì l'integrazione di iPSC umani in l'embriione puderia sparghje à l'altri parti di u corpu, possibbilmente ancu u cervu. Chì succede quandu avemu principiatu à truvà nervi umani è tessuti in u cervu di porcu, chì permettenu à u porcu per esse capace di un livellu più altu di ragiunamentu cà u porcu mediu?

Questu ligami in i prublemi cù a classificazione di l'animali chimerichi viventi. Stu porcu serà cunsideratu mezzu umanu ? Se no, ùn hè certamente micca solu un porcu, allora chì significa? Induve tracciamu a linea ? Inoltre, se stu porcu cuntene tessuti umani, puderia esse suscettibile à u sviluppu di e malatie umane, chì saria disastru per a trasmissione è a mutazione di e malatie infizziosi (Daily Mail).

Christopher Thomas Scott, PhD, Direttore di u prugramma di Stanford nantu à e cellule staminali in a Società, Senior Research Scholar à u Centru per l'Etica Biomedica è avà un cullega di Nakauchi, spiega chì u funziunamentu umanu va più luntanu chè e cellule in u cervellu. Ellu dichjara chì "anu da agisce cum'è porchi, si sentenu cum'è porchi" è ancu s'ellu cuntene un cervellu fattu di tissutu umanu, ùn si cumincianu micca di colpu à parlà è funziunà cum'è un umanu. Hè, però, impurtante di nutà chì questu pò esse micca cusì veru per l'animali più simili à l'omu, cum'è chimps è gorilla. Hè in questi casi chì un tali trasferimentu à u tessulu umanu seria particularmente scary à cunsiderà. Hè per quessa chì sti tipi di esperimenti sò pruibiti da l'Istitutu Naziunale di Salute per esse realizatu nantu à i primati, postu chì e ramificazioni cumplete di l'intruduzioni di e cellule staminali umani restanu scunnisciute (Agricultore mudernu).

U prucessu propiu per questu esse chì avemu solu cultivà u porcu cù l'intenzione di coglie i so organi è tumbà hè un tema di cuntruversia in sè stessu. L'idea di splutazioni d'urgani hè particularmente cuncernante à l'attivisti di i diritti di l'animali. I porchi sò stati dimustrati per sparte u nostru livellu di a cuscenza è u soffrenu (Agricultore mudernu), per quessa, hè sustinutu chì l'utilizanu solu per a crescita di l'organi umani, a cugliera è lassendu à more hè severamente inumanu (Daily Mail).

Un'altra preoccupazione implica l'accoppiamentu trà animali chimerichi. Ùn hè micca cunnisciutu cumu l'integrazione di e cellule staminali umane in l'animali affettanu u sistema di ripruduzzione di questi animali. Cum'è in u casu di u cervellu, hè pussibule chì alcune di queste cellule staminali puderanu migrà invece à u sistema riproduttivu, creendu, in casi estremi, un organu riproduttivu umanu cumplettamente funziunale. Questu seria assolutamente disastruosa, postu chì teoricamente porta à a furmazione di un sperma è ova cumpletamente umani in i porchi maschili è femini cù questa caratteristica. Se duie di queste chimera si accoppiavanu, questu puderia ancu guidà à un casu ancu più estremu induve ci saria a furmazione di un fetu cumplettamente umanu à l'internu di un animali di splutazioni (Scientific American)!