Per la prima volta, la scienza è riuscita a clonare dei primati

Tra la fine di novembre e l’inizio di dicembre scorsi, i ricercatori della Chinese Academy of Sciences dell'Institute of Neuroscience hanno assistito a qualcosa di incredibile: la nascita di due macachi di Giava geneticamente identici, di nome Zhong Zhong e Hua Hua — in riferimento al termine ‘Zonghua,’ che indica il popolo cinese. Questi primati sono i primi ad essere clonati utilizzando una tecnica chiamata somatic cell nuclear transfer (SCNT), lo stesso metodo usato per creare il primo clone animale della storia, la pecora Dolly, più di 20 anni fa.

I ricercatori della Chinese Academy of Sciences sono ottimisti e pensano che la possibilità di produrre scimmie geneticamente identiche permetterà di acquisire conoscenze senza precedenti sulle malattie umane, ma la nascita di Zhong e Hua è anche un grosso traguardo per la scienza della clonazione in senso ampio. I primati si sono notoriamente dimostrati resistenti ai tentativi di clonazione fatti negli ultimi 20 anni, per via della complessità unica del loro macchinario cellulare. La nascita di questi cloni di macaco è un risultato che potrebbe aprire la strada alla clonazione di primati e — magari prima o poi — a quella di esseri umani.

“Gli ostacolo tecnici legati alla clonazione di specie di primati, compresi gli esseri umani, sono stati abbattuti,” ha detto Qiang Sun, ricercatore a capo del progetto alla Chinese Academy of Sciences, durante una conferenza stampa martedì sera scorso. “In teoria, si può applicare anche all’uomo. Ad ogni modo, il motivo per cui abbiamo voluto superare questa barriera è per poter produrre modelli di animali che siano utili alla medicina e alla salute umana. Non c’è mai stata alcuna intenzione di applicare questo metodo agli esseri umani.”

Il SCNT è un tipo di clonazione riproduttiva che prevede il prelievo del nucleo delle cellule adulte nell’animale che deve essere clonato e l’iniezione dello stesso nelle cellula di un ovulo fecondato il cui nucleo è stato rimosso. Nel 1996, la pecora Dolly è stata il primo animale ad essere clonato con successo usando questo metodo.

Negli ultimi due decenni, 23 altre specie sono state clonate usando il SCNT, comprese mucche, cavalli, gatti e maiali. Il successo di questi esperimenti ha provocato l’ansia diffusa che l’umanità fosse sul punto di cominciare a progettare bambini a tavolino, o a produrre cloni umani per prelevarne gli organi. Tutto questo ha spinto l’allora presidente degli Stati Uniti, Bill Clinton, a emettere un divieto sull’uso di fondi federali per la ricerca sulla clonazione umana, nel 1997. Come si è poi capito, però, fare il salto da pecore a primati è un’impresa ben più ardua del previsto.

Il primo clone di primate era, tecnicamente, un macaco rhesus, di nome Tetra, nato nel 1999. Tetra è stato prodotto tramite un processo chiamato scissione dell’embrione, che è simile al modo in cui i gemelli omozigoti si formano naturalmente. In pratica, un embrione a due cellule viene diviso in due embrioni separati e identici, a cui viene poi permesso di svilupparsi ognuno per conto suo. Per quanto questo processo sia ben documentato e relativamente semplice, limita il numero di nascituri geneticamente identici che è possibile produrre da un embrione ad un massimo di quattro. Per ottenere popolazioni di cloni più ampie, è necessario impiegare il SCNT, perché può usare i nuclei di qualsiasi numero di cellule adulte dell’animale che deve essere clonato.

Una delle ragioni principali per cui i primati sono così resistenti alla clonazione via SCNT è dovuta al modo in cui i gameti sono strutturati. Nei gameti di primate non fertilizzati, una struttura chiamata fuso mitotico si raccoglie vicino ai cromosomi della cellula, a differenza di quello che succede nella maggir parte degli embrioni di mammifero, dove il fuso è disperso nella cellula. Questi fusi si occupano di guidare i cromosomi nel posto giusto durante il processo di divisione cellulare che darà poi come risultato un primate vivente.

Nel corso degli ultimi decenni, però, i ricercatori hanno scoperto che quando il nucleo — e quindi tutti i cromosomi — di un gamete di primate viene rimosso, è possibile che il fuso mitotico si danneggi o rimescoli. Il che significa che quando un nuovo nucleo è iniettato dentro l’embrione, il fuso non è in grado di guidare i cromosomi nel posto giusto durante la divisione cellulare. Per cui, per quanto i ricercatori siano riusciti a creare con successo embrioni di primate più di una volta, gli errori durante la divisione cellulare hanno portato ognuno di questi embrioni a non durare mai più di qualche settimana nel ventre del primate.

“Diversi tentativi sono stati fatti per clonare specie di primate non umane,” ha detto Sun durante una conferenza stampa martedì mattina. “Sono stati tutti fallimentari. Questo ci ha portati all’idea che forse il nucleo somatico delle specie di primate non è in grado di esprimere i geni richiesti per lo sviluppo embrionale.”

Come è spiegato in dettaglio su Cell oggi, Sun e i suoi colleghi alla Chinese Academy of Sciences hanno superato questa difficoltà ottimizzando il processo di trasferimento per minimizzare il danno ai gameti e aggiungendo dell’RNA umano nella cellula del clone. Il compito dell’RNA, in pratica, è stato quello di attivare e disattivare i geni adibiti allo sviluppo dell’embrione. Per dirlo con le parole di Sun, è come “programmare” il nucleo perché esprima i geni richiesti per lo sviluppo dell’embrione.

Ugualmente, c’è voluto parecchio per azzeccare il processo. Stando ai ricercatori, hanno prima cercato di usare i nuclei di cellule adulte per i cloni in 42 scimmie, 22 delle quali sono rimaste incinte. Di queste gravidanze, solo due hanno portato alla nascita di esemplari, ma entrambi sono morti poche ore dopo il parto.

I ricercatori hanno avuto maggiore fortuna quando hanno impiegato i nuclei prelevati da cellule di tessuto connettivo prelevate dal feto di una scimmia abortita. Queste cellule clone sono state iniettate in 21 femmine di macaco e hanno portato a quattro gravidanze. Di queste due sono risultate in aborti nei primi due mesi, ma le altre due sono proseguite fino alla nascita di due macachi di Giava, sani e geneticamente identici. Stando ai ricercatori, i cuccioli godono ancora di ottima salute anche a due mesi di distanza.

“Abbiamo provato diversi approcci, ma solo uno ha funzionato,” ha dichiarato Sun. “Dopo numerosi fallimenti, abbiamo trovato un modo per clonare con successo una scimmia.”

Stando a Sun, lo stesso metodo utilizzato per clonare i macachi potrebbe essere applicato agli esseri umani, ma ha detto che è altamente improbabile che il governo permetta un’estensione del programma alle cellule umane (anche tralasciando le controversie etiche, il metodo aveva un tasso di successo molto basso sui primati usati per i test). Ugualmente, il metodo del SCNT è un candidato promettente per la produzione di ampie popolazioni di primati geneticamente identici, che Sun e colleghi presumono possano essere utilizzate per studiare le malattie umane e, al contempo, “ridurre considerevolmente” il numero di animali richiesto ora per condurre questi studi.

Questo articolo è apparso originariamente su Motherboard US.