È nata la prima scimmia chimera della storia con occhi verdi e polpastrelli luminosi

Degli scienziati cinesi hanno annunciato la nascita di una scimmia chimera con occhi verdi e polpastrelli di un giallo quasi luminoso (e queste sono solo le caratteristiche osservabili). Il cucciolo, di sesso maschile, è il risultato di un esperimento che ha utilizzato cellule staminali pluripotenti, provenienti da due ovuli fecondati, geneticamente distinti, della stessa specie di scimmia. Sebbene il macaco, che potenzialmente appartiene alla specie dei Macaco dalla coda lunga (Macaca fascicularis), non sia il primo del suo genere, secondo i ricercatori è il più “chimerico” finora creato. La ricerca riportata su Cell è finalizzata all’utilizzo di scimmie chimeriche – che sono biologicamente più simili agli esseri umani di quanto non lo siano i topi e i ratti chimera- per lo studio delle malattie umane e lo sviluppo di trattamenti, afferma il biologo delle cellule staminali Miguel Esteban, dell’Università dell’Accademia cinese delle scienze (CAS) di Guangzhou, coautore dello studio.

La scimmia chimera nasce come un singolo organismo composto da cellule provenienti da più di due genitori

In ambito scientifico, una “chimera” animale è un singolo organismo composto da cellule che derivano da più di due genitori. Le scimmie utilizzate nello studio erano scimmie cynomolgus, note anche come macachi mangiatori di granchi o a coda lunga, un primate comune nella ricerca biomedica. I ricercatori hanno innanzitutto creato nove linee di cellule staminali utilizzando cellule prelevate da embrioni di 7 giorni. Hanno poi messo in coltura le linee cellulari per aumentarne la capacità di differenziazione in diversi tipi di cellule. Le cellule sono state sottoposte a diversi test per confermare la loro pluripotenza, ossia la capacità di differenziarsi in tutti i tipi di cellule necessarie per creare un animale vivo. Le cellule staminali sono state anche etichettate con una proteina verde fluorescente (questo il motivo del colore particolari di occhi e polpastrelli nel cucciolo), in modo che i ricercatori potessero determinare quali tessuti fossero cresciuti dalle cellule staminali nei potenziali nascituri. Quindi le proteine fluorescenti hanno funzionato come una sorta di etichetta. Alla fine, hanno selezionato un particolare sottoinsieme di cellule staminali da iniettare nei primi embrioni di morula di scimmia (embrioni di 4-5 giorni).

Basso tasso di gravidanza

Questi embrioni sono stati impiantati in 40 scimmie surrogate. Solo 12 sono rimaste incinte e solo una ha dato alla luce una scimmia chimerica viva, un maschio. Il basso tasso di natalità delle scimmie chimeriche e le cattive condizioni di salute dell’unico sopravvissuto (10 giorni di vita e poi sottoposto ad eutanasia) suggeriscono che le cellule staminali embrionali del donatore non corrispondevano perfettamente allo stato di sviluppo dell’embrione ricevente, afferma il biologo riproduttivo Zhen Liu del CAS di Shanghai. Il team ha in programma di ottimizzare questo aspetto in futuro. La scarsa efficienza potrebbe essere dovuta al modo in cui le cellule staminali o gli embrioni vengono coltivati in laboratorio. Per esempio, quando le cellule staminali di un donatore vengono iniettate in un embrione ospite, molte vanno incontro a morte cellulare programmata, per cui migliorare il tasso di sopravvivenza sia nell’embrione che nel feto è una sfida continua che il team spera di perfezionare in futuro.

Le caratteristiche non visibili

Le analisi hanno confermato che la scimmia nata viva era costituita da cellule staminali in tutto il corpo. Come detto, i ricercatori hanno utilizzato “l’etichetta” della proteina verde fluorescente per determinare quali tessuti contenessero cellule derivate dalle cellule staminali iniettate. Hanno anche utilizzato il sequenziamento genico e altri test per confermare la presenza di tessuto derivato dalle cellule staminali in diversi organi. Nel corpo della scimmia nata viva, le cellule e i tessuti creati da due linee separate di cellule staminali erano evidenti nel cervello, nel cuore, nei reni, nel fegato, nel tratto gastrointestinale, nei testicoli e nelle cellule che formano lo sperma. Tra i 26 diversi tipi di tessuto che gli scienziati hanno misurato nella scimmia viva, il contributo delle cellule staminali extra variava da un minimo del 21% fino al 92%. La percentuale più alta è stata riscontrata nei tessuti cerebrali. Studi precedenti avevano già dato luogo a feti chimerici di scimmia nati vivi, con figli che contenevano però un basso contributo di cellule del donatore in vari tessuti, compreso tra lo 0,1% e il 4,5%.

La prima scimmia chimera è stata prodotta nel 2012

La prima chimera di scimmia viva è stata annunciata nel 2012, ma le cellule del donatore hanno contribuito ai tessuti in percentuali molto più basse. I tessuti erano limitati a organi ricchi di sangue come fegato, milza e placenta. Al contrario, l’ultima scimmia chimerica ha mostrato tessuti solidi che emettevano un bagliore particolare, diffuso e significativo, segnalando il successo dell’incorporazione delle cellule staminali del donatore.

Imparare di più sulle malattie dalla scimmia chimera

L’ingegnere riproduttivo e autore senior dello studio, Zhen Liu, vede il potenziale di questo lavoro sperimentale come una buona base di modelli di scimmia chimera sempre più adatti per lo studio delle malattie neurologiche e di altre aree biomediche. In altre parole, poiché le cellule staminali del donatore possono essere modificate geneticamente, in futuro i ricercatori biomedici potrebbero testare determinati esiti di malattie in modelli di scimmia. Anche se dipende dallo scopo della ricerca, maggiore è il contributo delle cellule staminali del donatore in ogni tessuto bersaglio, più preciso può essere il modello di malattia.

Piattaforma per la coltivazione di organi umani

Il metodo potrebbe essere utilizzato per far crescere organi umani in tessuti di maiale o di primati non umani. Anche se l’uso di chimere umano-animali per la raccolta di organi, soprattutto se le cellule staminali embrionali umane contribuiscono al sistema nervoso, al cervello o alle cellule riproduttive, comporta molte preoccupazioni etiche. Tra questi, il timore dell’attraversamento dei confini delle specie, il rischio che le scimmie chimera sviluppino una coscienza simile a quella umana. Nonostante le preoccupazioni etiche che circondano la ricerca sugli animali chimerici, i sostenitori sostengono che i vantaggi della creazione di modelli patologici accurati per testare malattie e terapie superano i potenziali svantaggi. “Si tratta di un obiettivo a lungo perseguito“, spiega Zhen Liu. “Questa ricerca non solo ha implicazioni per la comprensione della pluripotenza in altri primati, compresi gli esseri umani, ma ha anche rilevanti implicazioni pratiche per l’ingegneria genetica e la conservazione delle specie“.

I dettagli della ricerca sono riportati sulla rivista Cell.

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