Le fasi che l’ovulo umano fecondato attraversa per arrivare, dopo circa 40 settimane, a essere un neonato, fanno parte di un processo continuo e complesso che la scienza, convenzionalmente, suddivide in periodi.
Come spiega il Glossario di Bioetica, dal greco “en-brion” (“fiorisco dentro”), embrione è l’essere umano dal concepimento fino a 2 mesi di gestazione, che già ha una appartenenza sessuale, un DNA diverso da quello dei genitori
Lo sviluppo di un embrione è tumultuoso e rapido: aumenta di dimensioni con una rapidità che non si riscontra in nessuna altra epoca della vita.
Inseguito da quasi un secolo, l’organizzatore che modella gli esseri umani è descritto su Nature dal gruppo di Ali Brivanlou, della Rockefeller University di New York: in buona sostanza è stato scoperto il regista dell’embrione umano, che decide se e quali cellule indifferenziate formeranno pelle o cervello, ossa o muscoli.
“Un laboratorio straordinario per osservare sul nascere la formazione di un tumore” e per sperimentare gli effetti sullo sviluppo embrionale di farmaci o di sostanze presenti nell’ambiente: è soprattutto questo il regista dell’embrione per Carlo Alberto Redi, direttore del Laboratorio di Biologia dello Sviluppo dell’universita’ di Pavia. “La scoperta dell’organizzatore dell’embrione umano è un lavoro bellissimo sotto ogni profilo”, ha aggiunto riferendosi alla ricerca pubblicata sulla rivista Nature.
“Al di là del risultato importantissimo, c’è il fatto – ha rilevato – che per rispondere a una delle grandi domande della biologia ancora aperte siano state utilizzate le cellule staminali embrionali umane in coltura”.
Per motivi etici la ricerca è stata condotta su una versione dell’embrione umano con poche cellule fatte organizzare in un embrione di pollo, senza completare lo sviluppo.
Scoprire il regista, o l’organizzatore, dell’embrione umano è stato possibile utilizzando le cellule staminali embrionali come un laboratorio vivente: su un piattino di laboratorio e utilizzando una minuscola ‘impalcatura’, le cellule staminali embrionali umane sono state fatte crescere e guidate a organizzarsi con l’aiuto di fattori di crescita, finché non è scattata la catena di eventi nella quale una staffetta di proteine ha cominciato a organizzarle in modo preciso.
In questo modo i ricercatori hanno visto formarsi una gastrula in miniatura, ossia lo stadio primitivo dello sviluppo nel quale l’embrione si organizza si organizzano in una struttura sferica formata da tre strati concentrici chiamati foglietti embrionali, che daranno origine agli organi, alla placenta e alle strutture necessarie perché l’embrione si impianti nell’utero.
Questa versione in miniatura dell’embrione primitivo, chiamata gastruloide, è stata poi messa ulteriormente alla prova ricorrendo a una chimera. E’ stata cioè impiantata in un embrione di pollo per avere la prova ulteriore e definitiva della sua capacità di organizzarsi.
Ricordiamo che le cellule organizzatori furono scoperte nel 1924, durante una serie di esperimenti in Germania sulle salamandre. Una coppia di biologi dello sviluppo trapiantò cellule dalla parte posteriore di un embrione di salamandra sul davanti di un altro, dove le cellule crebbero in una seconda salamandra congiunta. Questo suggeriva che certe cellule sulla schiena di un embrione potevano organizzare i loro vicini nella complessa serie di strutture che compongono un animale.
Da allora, i ricercatori hanno identificato le cellule organizzatrici negli embrioni di molte altre specie. Ma gli scienziati non avevano mai osservato tali cellule come guida per lo sviluppo umano iniziale.
L’esperimento rappresenta quindi un laboratorio senza precedenti per studiare molti aspetti dello sviluppo dell’embrione umano finora sconosciuti e per capire in questo modo non solo il modo in cui viene ‘assemblato’ l’organismo di un individuo, ma come eventuali errori lungo questo percorso possono essere all’origine di molte malattie.
Martin Pera, ricercatore di cellule staminali presso il Jackson Laboratory di Bar Harbor, nel Maine, è rimasto colpito dallo studio. “C’è questo sistema porterà molto in là”, dice – includendo una migliore comprensione dei difetti nello sviluppo precoce di embrioni umani che possono portare a aborti spontanei e la capacità di confrontare le strutture simili agli embrioni con quelle umane.”
“Il prossimo passo, conclude Brivanlou , è determinare come esattamente le cellule organizzatrici umane influenzano i loro vicini. Questo potrebbe sostenere gli sforzi per manipolare le cellule staminali umane in specifici tessuti o strutture, come parte delle terapie per rigenerare organi e tessuti”.
