Una volta superato il trauma della frode scientifica in Corea del Sud, i ricercatori si sono rimessi in moto per clonare le cellule staminali. Un loro successo aprirebbe la strada a una nuova era di modelli pià realistici delle malattie e a una medicina rigenerativa pià sicura e efficace nel salvare vite umane.
di Emily Singer
Alla fine del 2003 alcuni ricercatori di Advanced Cell Technology (ACT), una giovane azienda di biotecnologie di Worcester, in Massachusetts, pensavano di essere sul punto di fare qualcosa di veramente importante. Con grande accuratezza, avevano generato embrioni umani clonati da cellule adulte e stavano cercando di farle sopravvivere abbastanza per raccogliere i loro nodi embrionali, vale a dire quel prezioso gruppo di cellule che dà vita alle cellule staminali.
Si trattava di uno dei pià ambiziosi obiettivi della ricerca biomedica: un modo per sviluppare le cellule staminali embrionali direttamente da, per esempio, una cellula connettivale prelevata da un singolo paziente. Era anche uno dei progetti teoricamente pià avanzati in campo biomedico; in realtà gli scienziati di ACT erano làunico gruppo negli Stati Uniti che stava attivamente lavorando a questa ipotesi. Robert Lanza (si veda Stem Cell Hope, pag. 38), che era alla guida del gruppo, sostiene che il successo della loro iniziativa era a portata di mano. Se avesse ragione, e la ricerca non fosse stata interrotta, làazienda avrebbe avuto quasi certamente in mano una carta decisiva per la messa a punto di un nuovo complesso di apparecchiature biomediche rivoluzionarie e probabilmente di terapie originali per una serie di diverse malattie.
Ma a febbraio del 2004 le speranze degli scienziati di ACT sono venute meno. Hwang Woo Suk, uno scienziato sudcoreano dellàUniversità nazionale di Seoul e i suoi collaboratori annunciarono sulla rivista ààScienceàà di aver creato le prime linee di cellule staminali su misura. La scoperta permise a Hwang di entrare a far parte del gotha scientifico. Il suo paese lo nominà ààscienziato supremoàà e gli dedicà un francobollo raffigurante un uomo paralizzato che riprende a camminare. I pazienti facevano pressioni per partecipare al suo lavoro. In linea con il suo nuovo ruolo di celebrità internazionale della ricerca sulle cellule staminali, Hwang comunicà di voler creare la Banca mondiale delle cellule staminali (World Stem Cell Hub), per produrre linee di cellule staminale embrionali e fornirle su richiesta agli scienziati di tutto il mondo.
ààCià che era stato un campo di ricerca terribilmente rischioso in cui molti scienziati temevano di avventurarsi, diventava ora una possibilità da cogliereàà, afferma Evan Snyder, direttore dello Stem Cells and Regeneration Program al Burnham Institute for Medical Research, a La Jolla, in California. Molti ricercatori statunitensi che non avevano potuto o voluto intraprendere in prima persona il lavoro di clonazione cominciarono a pianificare forme di collaborazione con gli scienziati coreani. ààSapevamo che [la clonazione] avrebbe richiesto soldi e tempo e il governo coreano era intenzionato a impegnarsi seriamente per affrontare questo tipo di problemaàà, continua Snyder. ààNel momento in cui sembrava tutto risolto, molti di noi si sono sentiti sollevati perchà finalmente si poteva passare alla fase degli esperimenti scientifici realiàà.
In ogni caso Lanza e i suoi collaboratori, che erano arrivati cosà vicini alla clonazione delle cellule staminali, non potevano che sentirsi demoralizzati. ààEra sconcertanteàà, spiega Lanza. ààQuesto gruppo sconosciuto annunciava di esserci riuscitoàà. ACT era già su un terreno scivoloso in campo finanziario e la scoperta di Hwang rendeva la situazione ancora pià precaria. Allàazienda venne meno improvvisamente anche la riserva di ovociti umani à un ingrediente cruciale nella ricerca sulla clonazione à perchà le cliniche che aderivano ai programmi di donazione non sentivano pià la necessità di partecipare a una ricerca il cui obiettivo principale era già stato raggiunto. Il risultato à stato letteralmente il congelamento del loro lavoro. ààAbbiamo ibernato gran parte delle nostre cellule, interrompendo di fatto quella ricerca, che da allora non à stata mai ripresa attivamenteàà, chiarisce Lanza. A dirla chiaramente, non càera alcuna gloria à o profitto à ad arrivare secondi.
Ma non era vero nulla. Allàinizio di maggio 2004 iniziarono a comparire articoli nei quali si sosteneva che Hwang aveva usato strumenti non etici per ottenere gli ovociti per la sua ricerca sulla clonazione e aveva mentito. A dicembre del 2005 divenne chiaro che làinganno era molto pià esteso. La ricerca sulla clonazione umana di Hwang, almeno sembrava, era una truffa spettacolare: chi era stato incaricato di effettuare dei controlli da parte dellàUniversità nazionale di Seoul non aveva trovato alcuna prova che il gruppo di Hwang avesse creato linee di cellule staminali clonate.
ààEra come assistere a uno scontro automobilistico al rallentatore. La dimensione del problema era realmente impressionanteàà, dice Snyder. ààIl mondo era stato riportato a prima del 2004, come quando Superman torna indietro nel tempo. Se si era impegnati nella ricerca sulla clonazione nel 2004, si ricominciava da là. Se si era seduti in panchina, si ripartiva dalla panchinaàà.
Ma alcuni ricercatori non potevano rimettere indietro gli orologi. Da quando Hwang aveva fatto il suo annuncio, gli investitori di ACT avevano perso interesse nella produzione di cellule staminali su misura e gli scienziati dellàazienda avevano privilegiato lo sviluppo di terapie di cellule staminali meno rischiose. ààAvevamo pensato a un fallimento, mentre ci trovavamo molto vicini alla metaàà, afferma Lanza, vicepresidente per lo sviluppo scientifico e medico ad ACT. ààAbbiamo gettato al vento un anno di lavoro, inseguendo altri interessiàà.
ààIl lavoro effettivo ha subito i contraccolpi negativi di un ragazzo che aveva voglia di giocareàà, continua Lanza. ààSo che verrà criticato per quello che sto per dire, ma sono realmente convinto che noi avevamo un protocollo chiaro e riproducibile e già ora saremmo potuti partire con le terapieàà.
Sei mesi dopo la comparsa dei dettagli sulla frode, Lanza, gruppi di ricercatori di Harvard University e della Università della California, a San Francisco, e altri hanno accelerato la partenza di nuovi programmi per clonare le cellule staminali da cellule di donatore adulto, un processo in genere chiamato SCNT (somatic-cell nuclear transfer, trasferimento del nucleo delle cellule somatiche, o clonazione terapeutica). Malgrado gli ostacoli di carattere tecnico e politico, gli scienziati sono convinti che il trasferimento del nucleo avrà una ricaduta enorme sulla medicina. Nel brevissimo periodo, a loro parere, le cellule staminali clonate potrebbero essere usate come modelli sui quali studiare le malattie umane e sperimentare nuovi farmaci con un livello di accuratezza mai raggiunto prima; inoltre, le cellule staminali si potrebbero trapiantare direttamente nei pazienti per curare le malattie degenerative.
La frode coreana, anche se con effetti decisamente negativi su Lanza, potrebbe avere involontariamente galvanizzato il settore. ààLàepisodio di Hwang à stato senza alcun dubbio dannosoàà, dice Ronald Green, un esperto di etica al Dartmouth College. ààMa le pretese di Hwang hanno fornito alle persone unàidea, pur vaga, di cià che à possibile fare con le cellule staminali clonate e la conseguenza à stata un rinnovato interesse verso la clonazione terapeuticaàà.
Gli scienziati che avevano previsto di collaborare con Hwang hanno passato diversi mesi a riflettere sui possibili usi delle cellule staminali clonate, dalla creazione di nuovi strumenti per la comprensione delle malattie che avevano indagato per anni alla ricerca di terapie vincenti. Làinteresse suscitato da queste prospettive insieme al nuovo afflusso di capitali dagli stati e da enti privati spinsero molti ad alzarsi dalla panchina ed entrare in gioco. Snyder, un neuropediatra e neonatologo che à alla ricerca di nuove terapie per i suoi pazienti, sta ora per avviare un suo programma di clonazione. ààà il momento di impegnarsi in questa area e credo che ne verrà fuori qualcosa di buonoàà, conclude Snyder.
Faccia a faccia con le malattie
In una cella frigorifera di La Jolla, in California, si trovano depositate cellule connettivali congelate raccolte da pazienti con una rara e grave malattia genetica chiamata sindrome di Lesch-Nyhan. Chi nasce con questa malattia soffre di una disfunzione genetica che fa produrre loro troppo acido urico, che si accumula nei tessuti. Essi accusano anche gravi problemi neurologici pià o meno nella stessa area cerebrale colpita dal morbo di Parkinson, con conseguenti problemi motori e cognitivi. ààNessuno ha capito perchà un difetto in questo gene porti a una disfunzione cerebraleàà, sostiene Theodore Friedmann, pediatra e genetista dellàUniversità della California, a San Diego, che si occupa di questa malattia da circa 40 anni.
Circa due anni fa Friedmann, esperto di terapia genica, ha iniziato a rivolgersi alle cellule staminali per aiutare i suoi pazienti. Le cellule staminali embrionali hanno due importanti proprietà: a determinate condizioni, si possono rigenerare à dividendosi per creare nuove cellule identiche à e sono pluripotenti, nel senso che possono svilupparsi in qualsiasi tipo di cellula dellàorganismo. Questa portentosa flessibilità ha attirato làattenzione di scienziati come Friedmann, che sognano il giorno in cui potranno prendere le cellule staminali, farle diventare nuove cellule cerebrali o epatiche e trapiantarle nei pazienti che soffrono del morbo di Parkinson o di cattivo funzionamento di un organo.
Gli scienziati hanno già mostrato che negli animali le cellule staminali possono contribuire a curare le cardiopatie, le lesioni al midollo spinale, làanemia falciforme e altre malattie. I topi con il midollo spinale danneggiato hanno riguadagnato parte della mobilità dopo alcune iniezioni di cellule precursori neurali prodotte da cellule staminali embrionali. Le cellule staminali trapiantate nei tessuti cardiaci dei topi possono aiutare a risanare i muscoli cardiaci danneggiati.
Ma prima di sperimentare queste terapie sulle persone, gli scienziati devono risolvere il problema del rigetto immunitario. Le cellule staminali trapiantate, che sono ora ricavate dagli embrioni scartati, sono geneticamente differenti dal ricevente; come i reni dei donatori, corrono il rischio di provocare una risposta immunitaria. Cià significa che anche le terapie pià avanzate sono ancora lontane anni dallàuso clinico. La clonazione terapeutica à un modo per rendere le cellule staminali idonee al trapianto, dal momento che permette di produrre cellule che condividono il DNA del ricevente.
Teoricamente le cellule staminali clonate potrebbero aiutare i pazienti di Friedmann; gli scienziati possono infatti porre rimedio ai difetti genetici delle cellule prima di trapiantarle. La prospettiva di una terapia cosà rivoluzionaria ha attirato làattenzione sia dellàopinione pubblica sia dei media. Ma Friedmann e Snyder si stanno concentrando su unàapplicazione che potrebbe avere implicazioni ancora maggiori ed à pià a portata di mano. Invece di usare le cellule in quanto tali come forma di terapia, i ricercatori pensano di utilizzarle per studiare la sindrome di Lesch-Nyhan e sperimentare le nuove terapie. Gli esperti sostengono che questo tipo di applicazione puà migliorare considerevolmente la comprensione dello sviluppo a livello cellulare di una qualsiasi malattia con una componente genetica. ààSi puà produrre una linea di cellule staminali che ha làALS (amyotrophic lateral sclerosis, sclerosi laterale amiotrofica) o il Parkinson, usando il DNA di un paziente che presenta già questi sintomiàà, spiega Snyder.
Gli scienziati possono indurre le cellule a trasformarsi nel tipo di cellule danneggiate dalla malattia, come i neuroni dopaminergici nel morbo di Parkinson, e studiare la complessa progressione della malattia dalla fase iniziale a quella della morte cellulare. Poichà le cellule dovrebbero essere geneticamente identiche al DNA del paziente, i cambiamenti molecolari a cui sono sottoposte saranno gli stessi che sono alla base della malattia del paziente.
Ian Wilmut, lo scienziato inglese che ha contribuito a clonare la pecora Dolly, spera di trasformare cellule staminali nella capsula di Petri in neuroni motori, ossia il tipo di cellule nervose danneggiate nella malattia di Lou Gehrig (anche conosciuta come ALS). La creazione di una linea di cellule staminali con la malattia potrebbe consentire agli scienziati di controllare come questi neuroni si ammalano e muoiono e di cercare nuove strade per rallentare o bloccare la spirale rovinosa della malattia. ààCredo che i modelli di malattia che abbiamo intenzione di creare saranno pià utili nel breve periodo, e forse nel lungo termine, nelle terapie pià che la clonazione delle cellule staminali per i trapianti di tessutiàà, afferma Wilmut.
Uno dei vantaggi principali delle cellule staminali clonate à di permettere agli scienziati di produrre accurati modelli delle malattie senza determinare fin dallàinizio la genetica sottostante. ààCon numerose malattie occasionali sappiamo che esiste una componente genetica, ma non à chiaro quale à o come contribuisce allo sviluppo della malattiaàà, chiarisce Larry Goldstein, un neuroscienziato della UCSD che si occupa del morbo di Alzheimer. ààAbbiamo parecchie ipotesi e ritengo che questa metodologia ci metterà nelle condizioni di poterle sperimentare. E se almeno una risulterà corretta, sarà la direzione in cui muoversi per definire una terapiaàà.
Un modello di cellula staminale dellàAlzheimer consentirà anche agli scienziati di approfondire come agisce la malattia prima dellàapparizione dei sintomi e creare forse test diagnostici precoci. Quando un paziente che soffre di Alzheimer si presenta dal medico con problemi cognitivi, il cervello à significativamente à e in genere irreversibilmente à danneggiato. ààStudiare i cervelli di persone che sono già decedute à come ricostruire un incidente aereo dopo che làaeroplano si à schiantato al suolo; si esaminano i rottamiàà, dice Goldstein. ààVogliamo guardare la scatola nera del morbo di Alzheimer. Cosa accade nelle cellule prima del disastro?àà
Per andare alla ricerca dei primi segnali della malattia, gli scienziati potrebbero generare cellule staminali usando il DNA di un paziente con Alzheimer, poi spingere le cellule a differenziarsi in neuroni, controllando la produzione di proteine specifiche o altri cambiamenti molecolari non riscontrati in neuroni derivati da cellule staminali embrionali sane. Lo stesso approccio potrebbe funzionare con il cancro, che à caratterizzato da una serie di modificazioni genetiche dannose. ààIl nostro obiettivo à comprendere quale à lo stadio pià precoce in cui rilevare differenze nelle cellule malateàà, spiega Renee A. Reijo Pera, condirettore del programma di biologia di cellule staminali embrionali umane della UCSF.
Le cellule staminali clonate possono anche fornire indicazioni preziose per la sperimentazioni di farmaci. ààMolto spesso i modelli animali che esistono per una determinata malattia non rispecchiano autenticamente cià che si verifica nellàuomoàà, afferma Snyder. Con làuso di modelli basati sulle cellule staminali, gli scienziati potrebbero sperimentare farmaci in differenti stadi della malattia, alla ricerca di rimedi preventivi per una persona a rischio, per esempio, di Alzheimer in modo da non far sviluppare la malattia o di rimedi specifici per bloccare o invertire la progressione del danno in pazienti che già soffrono della malattia.
Snyder à inoltre intenzionato a creare modelli di cellule staminali di diverse malattie neurodegenerative. Il suo primo passo, in collaborazione con Friedmann, sarà làuso di cellule epiteliali congelate della UCSD per produrre cellule staminali con la sindrome di Lesch-Nyhan. Allàinizio Snyder sperava che Hwang gli avrebbe insegnato il processo di clonazione. Ma ora gli scienziati pensano di intraprendere da soli il progetto di clonazione terapeutica e stanno lavorando per ottenere làapprovazione regolamentare e finanziamenti statali o privati.
Ovociti etici?
Per generare normali linee di cellule staminali gli scienziati prendono le mosse da un embrione fertilizzato, in genere scartato dalle cliniche per la fecondazione artificiale. Essi raccolgono una massa di cellule pluripotenti, chiamata nodo embrionale, dallàembrione che ha appena 5-6 giorni. Messe in coltura nella capsula di Petri, le cellule formano una linea di cellule staminali embrionali che puà, a seconda delle condizioni, rigenerarsi o differenziarsi in tipi cellulari specializzati, come le cellule cardiache, epatiche o cerebrali. Gli scienziati devono produrre continuamente nuove linee di cellule staminali, perchà le linee esistenti possono accumulare mutazioni, diventando inadatte per le terapie e altre modalità di ricerca.
In ogni caso le cellule staminali clonate sono pià difficili da produrre delle normali cellule staminali embrionali. Gli scienziati prendono il DNA da una cellula differenziata, come quella epiteliale, e lo inseriscono in un ovocita che à stato privato del suo DNA. Làovocita comincia a dividersi, pià o meno come un normale embrione. Se sopravvive abbastanza a lungo, il suo nodo embrionale puà essere prelevato e usato per far crescere cellule staminali. Gli scienziati hanno generato cellule staminali da embrioni di topo clonati, ma non hanno realizzato questa impresa nellàuomo. A differenza degli embrioni fecondati naturalmente, quelli clonati non si riescono a tenere in vita il tempo necessario à almeno una settimana à a formare la massa del nodo embrionale.
Hwang ha sostenuto di aver ottenuto questo risultato con alti livelli di efficacia, usando un piccolo numero di ovociti. Gli ovociti umani sono una risorsa preziosa che à molto difficile ottenere, pertanto un uso accorto dellàovocita à essenziale per rendere effettivo il trasferimento nucleare. Ma le successive indagini hanno rilevato che Hwang e collaboratori hanno mentito non solo sui loro risultati, ma anche sul numero di ovociti che hanno usato nei loro esperimenti. Secondo il resoconto del National Bioethics Committee della Corea del Sud, Hwang ha utilizzato 2.221 ovociti nei suoi esperimenti falliti, invece dei 427 riportati nei suoi due articoli su ààScienceàà. Al momento gli scienziati non hanno idea di quanti ovociti sono necessari per clonare con successo una linea di cellule staminali umane.
Quando il nucleo di una cellula adulta viene messo in un ovocita, alcuni fattori sconosciuti nellàovocita invertono la direzione delle lancette dellàorologio interno del nucleo, riportandolo allo stato embrionale. ààà come spingere il tasto di riformattazione su un computer. Si riformatta il nucleo per farlo diventare qualche altro tipo di cellulaàà, dice Snyder. ààNon abbiamo capito il percorso molecolare che porta a questo risultatoà per quanto ne sappiamo, làovocita à làunico in grado di raggiungerloàà.
Secondo Kevin Eggan, biologo molecolare e cellulare di Harvard che ha richiesto làapprovazione della sua università per avviare una ricerca sul trasferimento nucleare, ààNon à chiaro nà il numero di ovociti di cui abbiamo bisogno nà quante donne dovranno farsi avanti per donare gli ovocitiàà. Eggan, che fa parte anche del comitato di revisione etica del California Institute for Regenerative Medicine (ed à stato un membro del TR35 2005), sostiene di aver dedicato buona parte dello scorso anno ad approfondire problemi etici e morali associati con la donazione di ovociti. Molti scienziati affermano che làaccesso agli ovociti determinerà il successo della clonazione terapeutica. ààAbbiamo una terapia che potrebbe rivoluzionare la medicina come à successo con gli antibiotici, ma dobbiamo superare il collo di bottiglia che ne rallenta lo sviluppoàà, spiega Lanza.
Il meccanismo di donazione degli ovociti à disagevole, potenzialmente doloroso e comporta alcuni rischi medici. Le donne devono sottoporsi a trattamenti ormonali per stimolare làovulazione, a incontri con esperti per capire i possibili rischi e a una procedura medica in cui un ago viene inserito nella vagina per prelevare gli ovociti dallàovaia. Una modesta percentuale di donatrici sviluppa una sindrome di iperstimolazione ovarica, che in rari casi puà causare unàinsufficienza renale.
Anche i sostenitori pià convinti della donazione di ovociti non trovano làaccordo sul modo eticamente pià valido di gestirla. Alcuni scienziati non vogliono assolutamente usare gli ovociti. ààCi sembra inopportuno esporre le donne a una procedura potenzialmente pericolosa di cui non sappiamo bene neanche làefficaciaàà, commenta Stephen Minger, uno scienziato del Kingàs London College che sta per richiedere làautorizzazione al governo inglese per clonare cellule staminali umane usando ovociti animali. Coloro che vogliono usare gli ovociti umani non concordano sul fatto di pagare le donne per le loro donazioni. Chi si oppone à preoccupato che il pagamento possa incoraggiare alcune donne a sottoporsi alla procedura senza considerare appieno i rischi. Ma altri ritengono che un compenso economico sia làapproccio pià etico. ààQuando ACT conduceva le sue ricerche, pagava le donatrici di ovocitiàà, dice Green. ààContinuo a pensare che sia la soluzione migliore. La pià limpida, onesta e direttaàà.
Secondo Lanza, tutte le donne che recentemente hanno preso contatto con ACT per la donazione degli ovociti si sono ritirate quando hanno capito il tempo che avrebbe richiesto. Lanza afferma di volere ancora andare avanti, appena avrà a disposizione una nuove fonte di ovociti. ààSe dovessi partire da zero, probabilmente non mi avventurereiàà, egli chiarisce. ààTalvolta passo pià tempo al telefono con gli avvocati di quanto ne dedico alla ricercaà ma abbiamo investito cosà tante energie e parte di noi stessi che vogliamo arrivare a ottenere qualche risultato. Sono ancora dellàidea che il trasferimento nucleare eserciti un ruolo molto importante in diverse malattieàà.
Lanza ha il timore che, a causa della scarsità di ovociti e della non chiara efficacia del processo di clonazione, làuso terapeutico di cellule staminali clonate finirà pià ad assomigliare a un trapianto di reni che alla semplice ingestione di un farmaco di larga prescrizione. ààCi rendiamo conto che non à quel rimedio generalizzato che avevamo ipotizzato, ma sono convinto che salverà qualche personaàà, spiega Lanza. ààPer esempio, una madre potrebbe donare un gruppo di ovociti per creare cellule staminali per il figlio malatoàà.
Le restrizioni federali
Mentre riprendono con nuovo slancio la corsa verso il trasferimento nucleare, gli scienziati americani si trovano a fronteggiare gran parte degli stessi ostacoli che hanno impedito a molti di loro di muoversi dai blocchi di partenza due anni fa. Hwang poteva contare su enormi flussi di denaro da parte del governo coreano, su un consenso assoluto dellàopinione pubblica e su una illimitata, anche se eticamente discutibile, riserva di ovociti umani. Gli scienziati americani sono invece sottoposti al severo controllo dellàopinione pubblica, a unàamministrazione che si oppone alla ricerca sulle cellule staminali embrionali e a una battaglia senza fine per ottenere finanziamenti da investitori privati.
Nel 2001 il Presidente Bush ha limitato i finanziamenti federali per la ricerca sulle cellule staminali embrionali agli studi che coinvolgono un piccolo numero di linee cellulari già esistenti. Questa scelta politica ha esercitato un disastroso effetto raggelante sul settore. Gli scienziati che desiderano fare ricerca su linee di cellule staminali embrionali derivate recentemente o di creare nuove linee à come à norma nel trasferimento nucleare à devono trovare fonti private di finanziamento.
Gli scienziati e i funzionari amministrativi delle università sono anche alle prese con làarduo compito di separare la ricerca finanziata pubblicamente da quella privata. ààà un poà come muoversi con un peso di 5 kg legato alle caviglieàà, dice Greg Simon, presidente di FasterCures, un gruppo di sostenitori della ricerca, con sede a Washington, che vuole velocizzare i tempi delle nuove terapie. ààStiamo perdendo del tempo inutile a separare i fondi governativi da quelli privati, mentre dovremmo dedicare le nostre energie alla ricercaàà.
La chiusura dei rubinetti federali ha implicato anche che i National Institutes of Health, la pià grande organizzazione di ricerca biomedica degli Stati Uniti, ha abbandonato il suo abituale ruolo di agente regolatore, lasciando molti scienziati a operare nel vuoto. La National Academy of Sciences ha provato a colmare in parte il vuoto, pubblicando nel 2005 un insieme di linee guida, non vincolanti, per la ricerca sulle cellule staminali e creando allàinizio del 2006 un comitato di supervisione su questo tipo di ricerca.
Molti governi statali sono a loro volta intervenuti, sia in senso legislativo sia garantendo finanziamenti per la ricerca sulle cellule staminali. Finora California, Connecticut, Massachusetts e New Jersey hanno approvato leggi che consentono la ricerca sulle cellule staminali embrionali e sugli embrioni clonati. Arkansas, Indiana, Iowa, Michigan, North Dakota e South Dakota hanno invece proibito la ricerca sugli embrioni clonati.
Inoltre, California, Connecticut e New Jersey hanno tutti stanziato fondi statali per sostenere ricerche sulle cellule staminali non finanziate dal governo federale. Làiniziativa della California, di gran lunga la pià generosa con 3 miliardi di dollari, à stata ostacolata in tutti i modi, evidenziando le difficoltà che sorgono quando gli stati intervengono in prima persona negli aspetti finanziari legati alla ricerca. Il California Institute for Regenerative Medicine, làente di supervisione creato dal Proposition 71 (referendum sulle staminali che ha ottenuto esito positivo in California), si à dovuto difendere da accuse di conflitti di interesse per chi decideva la distribuzione dei fondi ed à stato impegnato in estenuanti discussioni su come lo stato avrebbe goduto dei vantaggi finanziari legati alla ricerca sulle cellule staminali; una promessa contenuta nel referendum.
Negli Stati Uniti, quasi tutta la ricerca sulle cellule staminali embrionali ha difficoltà a trovare finanziamenti e deve confrontarsi continuamente con obiezioni di carattere etico. Poichà il trasferimento nucleare à làargomento pià controverso del settore, che coinvolge non solo la distruzione, ma anche la creazione di embrioni appositamente a scopo di ricerca, gli scienziati e le università che stanno pianificando programmi di trasferimento nucleare sono cauti oltre misura. ààLe luci dei riflettori sono puntate su chiunque porti avanti questo tipo di ricercaàà, dice Lanza. La legge del Massachusetts, per esempio, prevede procedimenti penali per chiunque violi le regole che definiscono le modalità del reperimento di embrioni e ovociti. ààSe facciamo un qualsiasi passo falso, veniamo crocifissiàà, spiega Lanza.
Altri paesi garantiscono un maggiore sostegno alla ricerca sulle cellule staminali embrionali, che potrebbe assicurare loro la supremazia in una futura corsa al trasferimento nucleare completo. In Inghilterra, per esempio, le norme per la regolamentazione della ricerca sulle cellule staminali sono pià accurate, ma allo stesso tempo molto pià aperte. Gli scienziati richiedono allàautorità governativa centrale il permesso di fare ricerche che coinvolgono embrioni umani. Le linee guida delle proposte di ricerca sotto esame à incluse quelle che prevedono il trasferimento nucleare à sono pubblicizzate on line per una valutazione pubblica, insieme a una spiegazione dei criteri di approvazione. ààIn Inghilterra godiamo di un convinto sostegno governativo, a partire dal primo ministroàà, sostiene Minger, uno scienziato americano emigrato in Inghilterra. ààIn America alle cellule staminali si associa una specie di pregiudizio negativo. Qui non à cos웛.
Questa apertura contrasta con la situazione di Harvard, dove numerosi scienziati hanno richiesto làautorizzazione a fare ricerca sul trasferimento nucleare pià di 2 anni fa. Secondo la legge dello stato del Massachusetts, i ricercatori devono ricevere làapprovazione per i loro esperimenti da parte del comitato di revisione istituzionale. Ma mentre la procedura di approvazione inglese à decisamente trasparente, nà i funzionari di Harvard nà gli scienziati che hanno proposto gli esperimenti hanno voluto discutere con ààTechnology Reviewàà i loro progetti di ricerca o i dettagli del processo di revisione prima che sia completato.
Il sostegno governativo ha aiutato due gruppi inglesi di collocarsi allàavanguardia della ricerca sulla clonazione terapeutica. Alison Murdoch, Miodrag Stojkovic e alcuni collaboratori dellàUniversità di Newcastle sul Tyne si sono probabilmente spinti pià avanti di qualsiasi altro ricercatore nel campo del trasferimento nucleare. Il gruppo di Murdoch ha ricevuto làautorizzazione dalle autorità inglesi per far partire gli esperimenti ad agosto 2004 e ha annunciato di aver clonato un embrione in uno stadio iniziale (non aveva ancora isolato cellule staminali) subito dopo la pubblicazione, ora ritrattata, di Hwang in cui sàannunciava una tecnologia di successo per la clonazione. AllàUniversità di Edimburgo, Wilmut à a sua volta intenzionato a riprendere in mano i progetti per il trasferimento nucleare che aveva abbandonato dopo lo scandalo di Hwang; ha infatti richiesto làautorizzazione per partire con una nuova serie di esperimenti, usando ovociti animali al posto di quelli umani.
Il rifugio californiano
Nel suo laboratorio su una collina che domina la Baia di San Francisco, Renee Reijo Pera osserva i lavori di costruzione che procedono convulsamente. Lo spazio intorno al laboratorio à stato completamente sventrato; alcune scale e una lunga serie di fili elettrici hanno rimpiazzato le file ordinate di microscopi e freezer. Entro la fine dellàestate sarà completata la sede che ospiterà il nuovo programma di ricerca per la clonazione terapeutica dellàUCSF. In realtà si tratterà di una replica dellàattuale laboratorio di Reijo Pera, provvisto delle stesse apparecchiature, ma acquistate con fondi privati.
LàUCSF spera che la nuova struttura le permetterà di essere allàavanguardia nel campo della clonazione terapeutica. Làuniversità à stata la prima negli Stati Uniti a sperimentare il trasferimento nucleare, anche se senza successo, negli anni 1990. ààSperiamo di ripartire da dove ci eravamo fermatiàà, afferma Arnold Kriegstein, direttore dellàInstitute for Stem Cell and Tissue Biology dellàUCSF.
Reijo Pera e i suoi colleghi hanno avviato ad aprile gli esperimenti sulla clonazione in unàaltra struttura, diventando probabilmente il primo gruppo statunitense a provare il trasferimento nucleare sullàuomo da quando il gruppo di Lanza ha interrotto i suoi lavori nel 2004. Nel laboratorio UCSF essi utilizzeranno gli ovociti che ààhanno fallito la fecondazioneàà nelle cliniche per la fertilizzazione in vitro, che sono molto pià facili da ottenere degli ovociti di donatrici. Una volta ottimizzate le condizioni sperimentali, Reijo Pera e collaboratori utilizzeranno ovociti umani donati specificamente per la ricerca.
Il nuovo programma dellàUCSF à solo un segno del tentativo della California di diventare un porto sicuro per la clonazione terapeutica. I 3 miliardi di dollari di finanziamento statale per la ricerca sulle cellule staminali che i cittadini californiani hanno approvato nel 2004 à stato bloccato da dispute legali, ma nel frattempo làente di supervisione sta emettendo obbligazioni per raccogliere denaro per i programmi di cellule staminali. Molte università che sperano di ricevere parte di questi finanziamenti dicono che il trasferimento nucleare sarà uno dei punti principali dei loro impegni di ricerca.
Due gruppi di scienziati di Harvard con un curriculum di tutto rispetto hanno deciso di avviare esperimenti sul trasferimento nucleare. George Daley del Childrenàs Hospital di Boston ha intenzione di creare cellule staminali su misura per il paziente per trapianti di midollo osseo per bambini con malattie del sangue, come la leucemia. Fino a oggi molti di questi bambini non sono riusciti a trovare donatori con il midollo osseo sufficientemente simile da essere utilizzato per il trapianto. E talvolta anche trapianti con midollo osseo compatibile generano una seria reazione immunitaria. Eggan, un esperto di clonazione nei topi, e Doug Melton, un biologo cellulare e molecolare di Harvard, vogliono usare la clonazione per produrre nuovi modelli di malattie neurodegenerative e diabete. Gli scienziati di Harvard sperano di ottenere làapprovazione finale per i loro rispettivi progetti entro làanno.
Il nodo gordiano della riprogrammazione
Tobias Brambrink à seduto davanti a un microscopio, con lo sguardo fisso su un piatto ricoperto di milioni di cellule specializzate del tessuto connettivale, conosciute come fibroblasti. Egli spera di trovare un gruppo di cellule verdi brillanti o, ancor meglio, alcune cellule con la forma circolare delle cellule staminali, invece della struttura allungata dei fibroblasti. Brambrink, un ricercatore specializzato del laboratorio di Rudolf Jaenisch al Whitead Institute for Biomedical Research, a Cambridge, in Massachusetts, vuole scoprire i mutamenti genetici che presiedono alla riprogrammazione, vale a dire un tipo di trasformazione ancora non chiara che avviene durante la clonazione e che riporta la cellula adulta al suo stato embrionale.
Tutte le cellule di un organismo condividono gli stessi geni, ma lo schema dellàattività genetica della cellula determina se diventerà una cellula staminale o una cellula differenziata. Durante la riprogrammazione, alcuni fattori ancora sconosciuti nellàovocita disattivano i geni che producono una cellula, per esempio un neurone, e attivano i geni che si esprimono negli embrioni. Per scoprire i geni che controllano questa conversione, Brambrink ha modificato cellule adulte per far esprimere i geni che sono selettivamente attivati negli ovociti. Se un particolare gene espresso da una di queste cellule à cruciale per il processo di riprogrammazione, esso attiverà geni conosciuti per il loro coinvolgimento nelle fasi successive del processo; questi geni sono stati contrassegnati con marcatori che fanno diventare le cellule verdi. Nello scenario migliore, il gene attivatore potrebbe provocare la riprogrammazione, creando un gruppo di cellule staminali dove una volta si trovavano fibroblasti differenziati.
Le cellule di riprogrammazione in una capsula di Petri rappresenterebbero un passo in avanti decisivo per il settore della clonazione terapeutica. Se gli scienziati comprendono il processo, possono creare nuove tecnologie per trasformare le cellule adulte direttamente in cellule staminali. Queste tecnologie dovrebbero porre fine alle controversie etiche legate alle cellule staminali embrionali, perchà non richiedono la creazione e la distruzione di embrioni umani. Eliminerebbero anche la necessità di ovociti umani, rendendo la clonazione terapeutica molto pià efficace e utile. Un simile progresso potrebbe tradursi in una nuova era della medicina rigenerativa, in cui trapianti di cellule staminali su misura sono possibili per chiunque ne abbia bisogno.
Gli scienziati hanno già chiarito alcuni passaggi del processo di riprogrammazione. In un articolo dello scorso anno Rick Young, un biologo del Whitehead, e alcuni colleghi hanno identificato una serie di geni che sono mantenuti inattivi in cellule staminali indifferenziate. I ricercatori sostengono che quando questi geni vengono attivati, producono fattori della transizione che spingono le cellule lungo diversi percorsi di sviluppo.
Gli scienziati avvertono che un quadro chiaro della riprogrammazione à uno tale da consentire la produzione di cellule staminali senza ovociti à à lontano probabilmente alcuni decenni. In ogni caso, quel poco che si sa sta già aiutando gli scienziati a sviluppare nuove, meno controverse, tecniche per la creazione di cellule staminali. Si stanno cercando, per esempio, sistemi per produrre embrioni geneticamente modificati che non abbiano pià il potenziale per diventare esseri umani, eliminando quindi parte delle discussioni di ordine etico che accompagnano la ricerca sul trasferimento nucleare. Markus Grompe, direttore dellàOregon Stem Cell Center alla Oregon Health and Science University, a Portland, vuole creare una tecnologia simile spingendo le cellule dei donatori a esprimere geni che normalmente si trovano solo nelle cellule staminali embrionali (si veda 10 Tecnologie emergenti, ààTechnology Reviewàà, 3/2006, pag. 27).
In realtà il trasferimento nucleare potrebbe alla fine risultare una tecnologia di transizione. Ma anche in questo caso, e al di là di tutte le controversie suscitate, il suo apporto sarebbe di vitale importanza come elemento chiave per lo sviluppo di tecnologie pià avanzate in grado di liberare definitivamente le cellule staminali embrionali dai problemi etici. ààIl trasferimento nucleare à attualmente il solo modo possibile per fare riprogrammazione. à il nostro modello e il nostro strumento di valutazione per capire cosa à importanteàà, sostiene Jaenisch del Whitehead. Snyder aggiunge: ààSe non sappiamo come effettuare il trasferimento nucleare, o non ci à consentito farlo, questa tecnica potenzialmente risolutrice del problema viene menoàà.
Lanza sta anche lavorando a nuove tecnologie di riprogrammazione per risolvere il nodo della scarsità di ovociti. Ma, come Snyder, à preoccupato del fatto che troppa attenzione su alternative incerte possa indirizzare le energie verso la clonazione terapeutica, che gli scienziati ben conoscono. ààà necessario sviluppare tutte queste tecnologie e vedere quale funziona meglioàà, egli spiega e confida che il lungo periodo trascorso alle prese con problemi etici e legali legati alla ricerca sulle cellule staminali, invece che al lavoro scientifico, lo ha logorato. Comunque il pensiero di future terapie basate sulle cellule staminali lo spinge ad andare avanti: ààMi accade spesso di tornare a casa, deciso ad abbandonare tutto. Ma subito dopo mi dico: àNon posso mollare senza lottare fino alla fineààà.
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Per creare un embrione clonato di pecora, gli scienziati rimuovono il nucleo di un ovocita (a sinistra). Poi prelevano una cellula (al centro) e la inseriscono in un ovocita privo del nucleo (sopra). I ricercatori sperano di usare una tecnologia simile per clonare le cellule staminali umane.
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Robert Lanza (sopra), un esperto di cellule staminali di Advanced Cell Technology, sostiene che il lavoro fraudolento di Hwang Woo Suk (a sinistra) dellàUniversità nazionale di Seoul ha sconvolto il suo programma di clonazione. Lanza spera di ripartire il prima possibile con la sua ricerca.
Fuoritesto pag. 61
ààChi ha lavorato seriamente ha dovuto subire le conseguenze della superficialità di questo signoreàà, afferma Robert Lanza. ààSo che mi criticheranno per quello che sto dicendo, ma credo seriamente che avevamo in mano un protocollo semplice e riproducibile e già ora saremmo potuti partire con nuove terapieàà.
Fuoritesto pag. 64
ààIn Inghilterra godiamo del convinto sostegno governativo, dal primo ministro in già, sostiene Stephen Minger. ààA differenza del nostro paese, negli Stati Uniti sono presenti ancora pregiudizi nei confronti della ricerca sulle cellule staminaliàà.
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Nel 2005 Miodrag Stojkovic e Alison Murdoch (a sinistra), dellàUniversità di Newcastle sul Tyne, hanno annunciato di aver creato un embrione umano clonato allo stadio iniziale (sopra).
Oltre làimmunità
Uno degli ostacoli pià grandi alle terapie basate sulle cellule staminali à la possibilità del rigetto immunitario, come accade a volte con i reni donati. Le cellule staminali su misura per il paziente à derivate dalle cellule connetivali prelevate dal paziente à possono rappresentare un modo per evitare il problema. Ma da quando i ricercatori sono arrivati alla conclusione che le cellule staminali clonate non sono sufficientemente adatte a un uso generalizzato, hanno cominciato a percorrere altre strade per evitare la reazione immunitaria.
Invece di creare linee cellulari staminali per ogni paziente che ne ha bisogno, sostiene Stephen Minger, un esperto di cellule staminali del Kingàs College di Londra, sarebbe meglio produrre 1.000 linee cellulari che rappresentano i profili immunitari pià comuni presenti nella popolazione. ààNon si adatterebbero perfettamente ai singoli pazientià ma non si discosterebbero molto dalla linea ideale e si potrebbe ricorrere a basse dosi di immunosoppressoriàà, spiega Minger.
Gli scienziati stanno anche usando le cellule staminali per mettere fuori gioco il sistema immunitario. ààSe si riesce a bloccare la risposta immunitaria, allora qualche cellula puà sfuggire ai radaràà, dice Tim Kamp, uno studioso di cellule staminali dellàUniversità del Wisconsin-Madison. Ricerche preliminari indicano che trasformando le cellule staminali in un tipo di cellula immunitaria chiamata cellula dendritica si puà indurre il sistema immunitario ospite ad accettare altre cellule collegate. Se gli scienziati producono sia le cellule immunitarie sia qualsiasi altro tipo di cellula necessaria per la terapia dalle stesse linee di cellule staminali, potrebbero riuscire a introdurre i diversi tipi cellulari nel paziente senza provocare una risposta immunitaria.
In alcuni casi i medici non devono preoccuparsi del rigetto immunitario. ààAbbiamo cominciato a capire che in diverse aree dellàorganismo le cellule staminali sono pià tollerate dal sistema immunitario di quanto pensavamo in precedenzaàà, afferma Evan Snyder, un neurologo del Burnham Institute, a La Jolla, in California. ààLe cellule staminali embrionali sembrano ben tollerate nel cervello, anche senza làausilio di immunosoppressoriàà.
Geron, unàazienda californiana di biotecnologie che sviluppa terapia con cellule staminali embrionali, si à avvalsa di questa scoperta per creare trattamenti pià avanzati per le lesioni al midollo spinale. Gli scienziati hanno permesso a topi menomati di camminare di nuovo dopo la somministrazione di precursori neurali derivati da cellule staminali embrionali; Geron ha richiesto làautorizzazione per partire con le sperimentazioni cliniche sullàuomo di una procedura simile già nel 2007.
