Per la prima volta, i ricercatori hanno creato in laboratorio un embrione artificiale di topo dalle cellule staminali. Combinando due tipi di cellule staminali su un’impalcatura 3D, si potrà vedere come le cellule si organizzano e comunicano tra loro durante lo sviluppo.
Embrione artificiale: una realtà possibile
Il processo di sviluppo inizia quando una cellula uovo viene fecondata da uno spermatozoo, formando quello che è conosciuto come zigote. Dopo circa 24 ore, lo zigote, che è ancora una singola cellula, fa la sua prima divisione e inizia a formare un embrione. In questa fase, l’embrione è formato da una sfera fluttuante di cellule staminali, che vengono rapidamente suddivise in tre tipi distinti, dato che gli embrioni formano una blastocisti.
Quelli che vanno a formare il corpo reale di un embrione in via di sviluppo, conosciute come cellule staminali embrionali, si raggruppano verso una delle estremità delle blastocisti, mentre un secondo tipo, chiamato cellule staminali trofoblasto extra embrionale, migra verso l’altro, dando in questo modo origine alla placenta. Il terzo tipo è conosciuto come cellule endoderma primitive, che crea un sacco vitellino che fornirà agli organi che cresceranno i nutrienti vitali di cui hanno bisogno.
È il modo in cui questi tre tipi di cellule si organizzano e comunicano tra loro durante lo sviluppo che interessa agli scienziati e la squadra che sta dietro l’ultimo studio, che ha voluto vedere se potevano raggiungere gli stessi risultati all’interno del laboratorio.
Hanno preso entrambi i gruppi di cellule e li hanno posti su un ponteggio in 3D, prima di testare quello che sarebbe accaduto. Hanno scoperto che i due tipi di cellule staminali sono infatti in grado di crescere e organizzarsi in modo strettamente allineato, come avviene con gli embrioni naturali.
Lo stupore degli scienziati…
“Sapevamo che le interazioni tra i diversi tipi di cellule staminali sono importanti per lo sviluppo, ma la cosa sorprendente che il nostro nuovo lavoro illustra, è che questa è una vera e propria collaborazione; queste cellule guidano veramente l’uno verso l’altro“, spiega la professoressa Magdalena Zernicka-Goetz, che ha guidato la ricerca pubblicata su Science. “Senza questa collaborazione, il corretto sviluppo della forma e l’attività tempestiva dei meccanismi biologici fondamentali non avviene correttamente“.
I ricercatori sono stati in grado di guardare l’embrione crescere e svilupparsi, ma è improbabile che si formerà mai un feto vitale. Per cominciare, manca il terzo tipo di cellule staminali, quelle che formano il sacco vitellino, ma sarebbe anche in grado di sviluppare una vera e propria placenta necessaria per una crescita sana.
Uno dei principali ostacoli a questo campo di ricerca è la disponibilità di embrioni umani. Attualmente, essi devono essere donati dalle cliniche di fecondazione in vitro, ma questo significa che vi è spesso una carenza. Se i ricercatori potessero creare i propri embrioni dalle cellule staminali in laboratorio, riuscirebbero a scoprire il motivo per cui si verificano errori.
