Le chimere potrebbero introdurre una comprensione più profonda di come le cellule costruiscono i corpi
Le cellule umane (verdi) si impacchettano nell’occhio di un topo in sviluppo (blu) in questo embrione ibrido.
Gli scienziati hanno creato embrioni che sono molto topi e un po ‘umani.
Con un piccolo aiuto, le cellule staminali umane possono trasformarsi in embrioni di topo in crescita, popolando il fegato, il cuore, la retina e il sangue in via di sviluppo, i ricercatori riportano che il 13 maggio in La scienza avanza.
Le cellule umane schizzinose non tendono a crescere bene in altri animali. Ma in uno dei nuovi embrioni di topo, il 4 percento delle sue cellule era umano, il mix più completo tra umano e topo.
Quel livello di integrazione è “abbastanza sorprendente per me”, afferma Juan Carlos Izpisua Belmonte, cellula staminale e biologo dello sviluppo presso il Salk Institute for Biological Studies di La Jolla, in California. Se altri scienziati possono replicare i risultati, “potenzialmente rappresenta grande progresso “, afferma Izpisua Belmonte, che non è stato coinvolto nello studio.
Tali chimere potrebbero aiutare a rivelare come una singola cellula può dare origine a un intero organismo. Anche animali più umanizzati potrebbero rivelarsi utili nello studio di malattie come la malaria che colpiscono le persone più di altri animali. E con ulteriori progressi, le chimere potrebbero alla fine rivelarsi una fonte di organi umani.
Molti scienziati hanno colpito blocchi stradali nella crescita di cellule staminali umane in topi o altri animali, tra cui suini e mucche (SN: 26/01/17). “Abbiamo analizzato migliaia di embrioni ma non abbiamo mai visto un solido contributo chimerico” delle cellule staminali umane agli embrioni di topo oltre il 12 ° giorno, afferma Jun Wu, biologo dello sviluppo e biologo dello sviluppo Jun Wu del Southwestern Medical Center dell’Università del Texas a Dallas, che non era coinvolto in lo studio.
Il successo del nuovo metodo si riduce ai tempi, afferma il neuroscienziato e biologo delle cellule staminali Jian Feng. Per crescere e prosperare in un embrione di topo, gli orologi di sviluppo delle cellule staminali umane devono essere riportati a una fase precedente chiamata stadio ingenuo. “Devi fondamentalmente respingere le cellule umane” in quella fase, afferma Feng, dell’Università di Buffalo a New York.
Feng e i suoi colleghi ripristinano gli orologi delle cellule staminali mettendo a tacere una proteina chiamata mTOR per tre ore. Questo breve trattamento ha riportato le cellule al loro stadio ingenuo, presumibilmente ripristinando la loro capacità di trasformarsi in qualsiasi cellula del corpo.
I ricercatori hanno iniettato lotti di 10-12 di queste cellule staminali umane più giovani negli embrioni di topo contenenti circa 60-80 cellule di topo e hanno permesso agli embrioni di svilupparsi per 17 giorni.
All’apparenza esteriore, questi embrioni sono cresciuti normalmente nonostante ospitassero cellule umane. Calcolando il DNA specifico per il topo o per l’uomo, i ricercatori hanno scoperto che le cellule umane rappresentavano tra lo 0,1 e il 4 percento delle cellule totali negli embrioni.
Le cellule umane si sono tessute nella maggior parte dei tessuti in via di sviluppo del topo, destinate a diventare fegato, cuore, midollo osseo e sangue. I globuli rossi umani erano particolarmente abbondanti in questi embrioni di topo, hanno scoperto i ricercatori. Un piccolo numero di cellule umane si presentò nei tessuti che formeranno un cervello; un embrione aveva uno sciame di fotorecettori umani, cellule oculari che aiutano a rilevare la luce.
Per quanto i ricercatori potevano dire, nessuna cellula umana era tra le cellule che continuano a formare spermatozoi e uova. La capacità di riproduzione delle chimere è una delle preoccupanti questioni etiche che circondano gli organismi che gli scienziati stanno ancora cercando di capire.
Una volta all’interno di un embrione di topo, il ritmo di sviluppo normalmente lento delle cellule umane ha accelerato per abbinare i loro ospiti. Le cellule staminali umane in genere sono lente a trasformarsi in alcuni tipi di fotorecettori, cellule epatiche o globuli rossi maturi, dice Feng, ma non quando le cellule umane si trovano all’interno di un embrione di topo. “Metti le stesse cellule umane in un embrione di topo, [and] vanno veloci “, dice Feng. “In 17 giorni, ottieni tutte queste cellule mature che altrimenti impiegherebbero mesi per entrare in un normale embrione umano.”
Altri scienziati sottolineano che diversi laboratori devono ripetere i risultati. Ma “se funziona – un grande se qui – questo ha grandi implicazioni”, afferma Wu.
