Sembra fantascienza, ma i ricercatori hanno effettivamente sviluppato organi da cellule staminali, organi che sono stati trapiantati con successo nell'uomo. Due anni fa, un uomo ha ricevuto una nuova trachea per sostituire la sua, danneggiata dal cancro: la trachea è stata realizzata da ricercatori svedesi che hanno infuso un'impalcatura sintetica con le cellule staminali del paziente. In precedenza, nel 2006, gli scienziati della Wake Forest hanno usato le cellule staminali per impiantare con successo vesciche coltivate in laboratorio in giovani pazienti con spina bifida, un difetto alla nascita evolutivo.
Ora, la scienza ha messo gli occhi su organi di laboratorio ancora più grandi: i cuori. I ricercatori li stanno attualmente coltivando in laboratorio usando scaffold di biomateriale che guidano le cellule staminali a diventare cardiomiociti, le cellule contraenti che sono alla base del muscolo cardiaco.
Tale ricerca sulle cellule staminali nell'uomo comporta una serie di problemi etici. Tuttavia, un nuovo studio, pubblicato ieri sul Journal of Clinical Investigation, suggerisce che un diverso tipo di cellula potrebbe fare il lavoro quando si tratta di ingegnerizzare artificialmente nuovi tessuti. Implica un processo biologico che non esiste nei mammiferi: partenogenesi
La partenogenesi è una forma di riproduzione asessuata che si presenta naturalmente in piante, insetti, pesci, anfibi e rettili. Durante questo processo, le uova non fertilizzate iniziano a svilupparsi come se fossero state fecondate. Ad esempio, l'intera specie di marmorkrebs, un tipo di gambero, è femmina e la progenie prodotta, senza alcun contributo maschile, è geneticamente identica alla madre.
Nel 2007, i ricercatori hanno indotto le cellule uovo umane con sostanze chimiche che imitano la fecondazione in modo da subire il processo. Il risultato sono state cellule partenogenetiche che condividono le stesse proprietà degli embrioni, tranne per il fatto che non possono crescere ulteriormente. Le cellule sono simili al pluripotente cellule staminali derivate da embrioni, il che significa che hanno la capacità di svilupparsi in diversi tipi di cellule, comprese le cellule cardiache.
I ricercatori tedeschi nel nuovo studio hanno utilizzato queste conoscenze per trasformare le cellule corporee dei topi in cellule staminali partenogenetiche, che sono state poi trasformate in cardiomiociti maturi e funzionali. I ricercatori hanno usato queste cellule per progettare il miocardio - muscolo cardiaco - con la stessa struttura e funzione del miocardio normale. Il muscolo è stato quindi innestato nei cuori dei topi che avevano contribuito alle uova originali per partenogenesi, dove ha funzionato allo stesso modo dei muscoli esistenti.
Per l'uomo, la costruzione del muscolo cardiaco da cardiomiociti derivati da cellule staminali partenogenetiche in questo modo potrebbe superare diversi ostacoli, secondo un nuovo documento che esamina le implicazioni della scoperta della squadra tedesca. Un attacco di cuore può distruggere fino a un miliardo di cardiomiociti. Queste cellule possono essere rigenerate naturalmente dall'organismo, ma non rapidamente e non in quantità significative , il che significa che la riparazione del cuore ingegnerizzata può diventare cruciale per un completo recupero.
La rigenerazione tramite cellule staminali potrebbe anche significare la differenza tra vita e morte per i candidati al trapianto di cuore. Circa 3.000 persone negli Stati Uniti sono in lista di attesa per un nuovo cuore in un dato giorno, ma solo 2.000 organi di donatori sono disponibili ogni anno. Ma anche se una persona riceve un nuovo cuore da un donatore, non c'è garanzia che il corpo accetti il nuovo organo. Il sistema immunitario di una persona vede il nuovo organo come un oggetto estraneo, che innesca una catena di eventi che possono danneggiare l'organo trapiantato. Per prevenire il rigetto del trapianto, i pazienti vengono trattati con farmaci immunosoppressori, che possono aumentare il rischio di cancro e la maggior parte rimane su almeno un tipo di farmaco per il resto della vita. Tuttavia, i cuori rigenerati dalle cellule staminali partenogenetiche elimineranno probabilmente il rigetto degli organi.
Le cellule staminali partenogenetiche, che possono essere derivate da cellule prontamente prodotte nel sangue o nella pelle, contengono un genoma ereditato da un solo individuo - in questo studio, il topo e, potenzialmente, in futuro, un paziente umano. Ciò significa che è probabile che le cellule siano più compatibili con il sistema immunitario del paziente, e che il corpo abbia meno probabilità di farlo respingere organi cresciuti dalle sue stesse cellule.
Nell'uomo, il processo potrebbe rimuovere le cellule staminali embrionali dall'equazione, portando con sé le questioni etiche associate.
