Un gruppo di ricercatori della Tokyo University of Science e del centro di biologia evolutiva RIKEN, a Kobe hanno ottenuto in laboratorio un tessuto cutaneo complesso, completo di follicoli piliferi e ghiandole sebacee.
Scoperte simili ce ne sono state nel caso del tessuto cutaneo: si era già riusciti a coltivare con successo le cellule epiteliali in fogli impiantabili, ma questi non erano dotati dei corretti annessi cutanei, in particolare delle ghiandole sudoripare e dei follicoli piliferi, indispensabili perché la pelle riesca a svolgere adeguatamente le sue funzioni.
LA SCOPERTA IN SINTESI
Gli scienziati, lavorando sui topi, sono partiti da cellule adulte di tessuto gengivale che hanno poi fatto regredire a cellule staminali pluripotenti indotte (che non comportano complicazioni bioetiche perché assumono identità diverse a seconda degli stimoli a cui sono sottoposte) ; le staminali sono state poi messe in coltura fino a ottenere quello che è chiamato corpo embrioide (EB): un ciuffo tridimensionale di cellule.
Questi corpi embrioidi sono stati poi trapiantati in un ceppo di topi fortemente immunodeficienti, in modo da potersi sviluppare senza rischio di rigetto. Le cellule hanno così iniziato a differenziarsi nel corretto modo naturale.
Una volta differenziate, queste cellule sono state nuovamente prelevate e trapiantate nel topo ricevente finale, dove hanno finito di svilupparsi dando origine a un tessuto cutaneo perfettamente strutturato e completo.
I ricercatori hanno anche scoperto che i tessuti così impiantati hanno sviluppato connessioni normali con i tessuti circostanti, sia muscolari che nervosi
COSA SONO LE CELLULE STAMINALI PLURIPOTENTI
Le cellule pluripotenti indotte, o IPS induced pluripotent stem cell sono state ottenute per la prima volta nel 2006 dal giapponese Shinya Yamanaka, dell’Università di Kyoto, grazie anche agli studi di John Gurdon, entrambi premi nobel per la medicina 2012. Le IPS sono caratterizzate dalla pluripotenza staminale tipiche delle cellule embrionali, e sono ottenute impiegando solo cellule somatiche senza creazione o distruzione di embrioni. L’induzione di pluripotenza è un processo di riprogrammazione genetica capace di produrre cellule simili a quelle embrionali da cellule somatiche. Una volta ottenute queste cellule simili alle embrionali è possibile differenziarle in tutti i tipi cellulari: ecco quindi che dalle cellule somatiche possono derivare spermatozoi e uova umane. Si tratterebbe, in sostanza, di “riprodurre la riproduzione”: una volta creati, spermatozoi e uova potranno essere impiegati nelle procedure classiche di fecondazione in vitro. Va però precisato che il prerequisito essenziale messo in luce da tutti questi studi è la necessità di una nicchia funzionale in cui inserire le cellule germinali prodotte. E’ chiaro che le cellule germinali dipendono dagli stimoli fisiologici della nicchia, che non è ancora sostituibile in vitro e che necessita di un “bioreattore” in vivo. Inoltre è stato osservato che le cellule germinali primordiali che sedimentano fuori dalla nicchia si sviluppano in cellule tumorali. […] Per ottenere cellule germinali perfettamente differenziate è necessario condurre ulteriori ricerche, ed in particolare far luce su due punti: come cancellare la memoria epigenetica (che riguarda modifiche nella struttura della molecola del DNA che influiscono sull’espressione dei geni, ma non riguarda modifiche nella sequenza del DNA) del tipo cellulare usato per derivare le IPS necessarie a differenziare i gameti; e poi capire come identificare le condizioni di coltura cellulare capaci di mimare il contesto biochimico e fisico della nicchia delle cellule germinali (da un articolo de Le Scienze, Gameti artificiali, giugno 2015, pagg. 52-59)
A COSA SERVE LA PELLE E PERCHÈ QUESTA SCOPERTA É COSí IMPORTANTE?
Delimita i confini del corpo mantenendone l’integrità. Protegge dalle radiazioni ultraviolette. È un rivestimento waterproof, una barriera per gli insetti, la prima linea di difesa dal mondo microbico. Ci consente di assorbire dall’ambiente poche sostanze selezionate, tenendo al di fuori molte molecole nocive. Sudando provvede alla termoregolazione e contribuisce alla secrezione degli scarti. È una copertura resistente alle abrasioni, notevole per la capacità di autoripararsi. Eppure ci lascia percepire il mondo circostante, la consistenza degli oggetti che tocchiamo, le carezze. Insomma è un prodotto decisamente ben riuscito dell’evoluzione, e un sistema più complesso di quel che siamo abituati a pensare. La pelle viene generata durante lo sviluppo embrionale grazie alle interazioni tra cellule epiteliali e mesenchimali, come molti altri organi, ed è proprio questo il processo che è stato riprodotto dagli specialisti giapponesi
Secondo gli stessi studiosi occorreranno 5-10 anni per portare la ricerca dall’animale all’uomo. Il team spera che questo sistema porti finalmente a una pelle perfettamente funzionante, che possa essere coltivata in laboratorio a partire dalle cellule degli stessi pazienti vittime di ustioni o altri traumi, da trapiantare poi con lembi bioingegnerizzati su misura e a prova di rigetto.
Non solo, questo tipo di pelle, dotata di tutte le caratteristiche di quella normale, potrebbe aiutare anche contro la calvizie, oltre a costituire campioni realistici per testare prodotti cosmetici o farmaci al posto degli animali. Per Tsuji (colui che ha guidato il team) il sogno di coltivare organi personalizzati sta iniziando a materializzarsi. “Fino ad ora lo sviluppo della pelle artificiale era insidiato dal fatto che” gli esemplari riprodotti “erano privi di elementi importanti, come i follicoli piliferi e le ghiandole, che permettono alla pelle di svolgere il suo importante ruolo. Con questa nuova tecnica abbiamo coltivato con successo una pelle che replica le funzioni di un tessuto normale. Siamo più vicini , conclude, al sogno di ricreare organi in laboratorio per il trapianto.