La ricerca con embrioni umani è irta, quindi alcuni ricercatori stanno creando embrioni sintetici da cellule staminali.Credito: Juan Gartner / Fototeca Scientifica / Getty
Gli scienziati possono ora creare gruppi di cellule che assomigliano agli embrioni umani, suscitando la speranza di poter studiare le prime fasi sfuggenti dello sviluppo umano evitando le preoccupazioni etiche che rendono difficile lo studio degli embrioni umani reali. Ma come questi modelli embrionali-in cui le cellule staminali umane vengono trasformate in strutture embrionali la cui crescita rispecchia fasi più avanzate dello sviluppo embrionale — crescono in popolarità, i ricercatori statunitensi dicono che stanno trovando sempre più difficile ottenere finanziamenti federali per tale lavoro.
Il National Institutes of Health degli Stati Uniti ha e continua a finanziare il lavoro sulle strutture embrionali. Un portavoce ha detto a Nature che l’agenzia considera le domande di sovvenzione che coinvolgono modelli che “potrebbero essere considerati un organismo” su una “base caso per caso”, e ha citato una disposizione di legge federale nota come l’emendamento Dickey-Wicker, che impedisce al governo di finanziare la ricerca che crea o distrugge embrioni umani.
Ma il divieto, che risale al 1996, è stato messo in atto prima dell’avvento di tecniche che producono strutture embrionali dalle cellule staminali. Gli scienziati che lavorano su tali ricerche dicono che hanno bisogno di una guida più chiara su ciò che è ammissibile per il finanziamento federale.
” La scritta sul muro è che gli embrioni sintetici sono fuori dai limiti con il NIH. Il prossimo passo nella scienza non è permesso”, afferma Eric Siggia, un fisico che studia i sistemi di sviluppo presso la Rockefeller University di New York.
In mezzo a questa crescente critica, l’Office of Science Policy dell’agenzia ha chiesto alle National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine (NASEM) degli Stati Uniti di ospitare un workshop di un giorno per presentare gli ultimi sviluppi negli esperimenti con strutture embrionali. Su richiesta del NIH, l’incontro del 17 gennaio a Washington DC non include presentazioni su etica o regolamenti.
La riunione NASEM aiuterà le persone a “capire meglio alcune delle incognite associate a questo campo nascente”, Carrie Wolin, capo dello staff del NIH e direttore associato per la politica scientifica ha scritto in un post sul blog l’anno scorso.
“La ricerca che coinvolge vari modelli di aspetti dello sviluppo dell’embrione umano può essere sostenuta da NIH? La risposta è ‘dipende’”, ha aggiunto.
Sticky wicket
La ricerca sugli embrioni negli Stati Uniti è stata a lungo irta. L’emendamento Dickey–Wicker è stato rinnovato ogni anno dal 1996, nel disegno di legge di spesa annuale che finanzia il NIH. I ricercatori statunitensi sono anche guidati da una linea guida etica riconosciuta a livello internazionale chiamata regola dei 14 giorni, che limita la ricerca sugli embrioni al periodo di due settimane dopo la fecondazione.
Lo scorso giugno, l’amministrazione del presidente Donald Trump ha interrotto la ricerca sui tessuti fetali da parte di scienziati governativi e ha introdotto l’obbligo che qualsiasi domanda di sovvenzione che coinvolga tale materiale venga sottoposta a un’ulteriore revisione etica.
Nessuna di queste leggi e linee guida si occupa specificamente delle collezioni sempre più complesse di cellule che hanno dimostrato di imitare le prime fasi dello sviluppo dell’embrione umano e di far luce su processi altrimenti difficili da studiare. Fondamentalmente, le strutture embrionali non sono formate da un uovo e da uno sperma, come lo sono gli embrioni reali. Gli scienziati dicono che non è chiaro se o come le linee guida esistenti vengono applicate alla ricerca sulle strutture.
Siggia e il suo collega Rockefeller Ali Brivanlou, un biologo dello sviluppo, hanno presentato una relazione sui progressi al NIH in 2018 su una borsa di studio per studiare i meccanismi con cui le colonie di cellule staminali embrionali si organizzano. Siggia dice che gli è stato detto dal personale dell’Istituto Nazionale di Scienze mediche generali dell’agenzia di tagliare qualsiasi piano in cui le cellule embrionali interagivano con cellule “extra-embrionali” — tessuto che cresce nella placenta e altre strutture che nutrono un embrione.
Siggia dice che questo è stato sorprendente perché questa aggiunta sarebbe il prossimo passo nella progettazione sperimentale. Ma il NIH esitato, dice. “Il mix di cellule extra-embrionali ed embrionali poteva ottenere quello che qualcuno avrebbe interpretato come un embrione-e non volevano andare da nessuna parte vicino a questo.”
” Abbiamo dovuto ripresentare i piani per il prossimo anno e rimuovere alcuni argomenti, e poi è andato avanti”, dice Siggia del rapporto sui progressi. Più recentemente, i membri dello staff del NIH Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development hanno ribadito quel messaggio quando stavano discutendo un’altra sovvenzione con Siggia.
Un portavoce NIH ha detto che l’agenzia non commenta le domande di sovvenzione non finanziate.
Il gruppo Rockefeller non è l’unico ad adattare i propri piani per poter continuare il proprio lavoro. Aryeh Warmflash, un biologo di cellule staminali presso la Rice University di Houston, Texas, dice che non sta facendo domanda per il finanziamento federale per il lavoro che utilizza strutture embrionali per studiare la fase di sviluppo dell’embrione noto come gastrulazione, un settore in cui ha fatto un lavoro pionieristico. “Non mi sembra valga la pena”, dice Warmflash. Invece, si sta rivolgendo a finanziatori privati.
Unknown territory
Fu Jianping, un bioingegnere dell’Università del Michigan ad Ann Arbor, afferma di aver presentato una domanda di sovvenzione al NIH per studiare l’origine delle cellule precursori dell’uovo e dello sperma, utilizzando modelli embrionali. L’agenzia ha esaminato e segnato lo scorso giugno. Un responsabile del programma ha inviato via email a Fu un elenco di domande, inclusa una che chiedeva se i suoi esperimenti avrebbero coinvolto anche tessuto extra-embrionale. Diversi mesi dopo, Fu dice che non ha ricevuto alcun finanziamento. “L’incertezza delle agenzie di finanziamento sarà sicuramente un ostacolo ai continui progressi in questa area emergente”, afferma.
Un portavoce NIH ha detto a Nature che gli scienziati con domande su qualsiasi domanda di sovvenzione o premio potrebbero contattare il funzionario NIH competente.
Nonostante l’incertezza dei finanziamenti, i progressi nello studio dello sviluppo embrionale sono stati rapidi. Nel 2016, Siggia è stato membro di uno dei due gruppi, nel Regno Unito e negli Stati Uniti, che sono riusciti a coltivare embrioni umani in un piatto per un massimo di 13 giorni dopo la fecondazione1,2. Così facendo, hanno migliorato il precedente record di nove giorni, riportato nel 20033. L’impresa ha suggerito che potrebbe essere tecnicamente possibile andare oltre la regola dei 14 giorni, spingendo gli etici a chiedere se fosse il momento di rivalutare quel confine.
Lo scorso settembre, il gruppo di Fu ha descritto un nuovo modo di coltivare strutture embrionali dalle cellule staminali umane4. Il mese successivo, due squadre in Cina hanno riferito di aver coltivato embrioni di scimmia in un piatto per 20 giorni5,6.
Alcuni ricercatori riconoscono che il campo si sta avvicinando a un nuovo confine etico. In un articolo del 16 gennaio 7 pubblicato su Stem Cell Reports, una rivista della Società internazionale per la ricerca sulle cellule staminali (ISSCR), i ricercatori osservano che la definizione legale di cosa sia un embrione varia da paese a paese, lasciando spazio a confusione su come viene interpretata la ricerca con embrioni sintetici. Gli autori hanno invitato l’ISSCR a definire chiaramente le linee guida per la condotta etica di questa linea di lavoro.
Lo stesso giorno, l’ISSCR ha rilasciato una dichiarazione promettendo di pubblicare linee guida aggiornate all’inizio del 2021 che affrontano la complessità di quest’area. Ha anche incluso una serie di raccomandazioni per i ricercatori da seguire nel frattempo, tra cui una richiesta che le colture cellulari di strutture embrionali che durano più di 14 giorni siano segnalate al comitato di sorveglianza della loro istituzione per la ricerca che coinvolge embrioni.
“Il NIH ovviamente sta lottando con la domanda quando è un embrione non un embrione”, dice Janet Rossant, biologa dello sviluppo presso l’Ospedale per bambini malati di Toronto, in Canada, che è tra gli organizzatori del workshop e coautore del pezzo Stem Cell Reports. “Direi anche assolutamente che non siamo vicini a una linea che non dovrebbe essere attraversata.”