Line di laboratorio
Le linee cellulari derivate da tessuto fetale abortito sono state abbastanza comuni nella ricerca e nella medicina fin dalla creazione negli anni ’60 del ceppo cellulare WI-38, derivato dal Wistar Institute di Philadelphia, Pennsylvania, e MRC-5, proveniente da un laboratorio del Medical Research Council di Londra (vedi Nature 498, 422-426; 2013). I virus si moltiplicano facilmente in queste cellule, e sono utilizzati per produrre molti vaccini di importanza mondiale, compresi quelli contro il morbillo, la rosolia, la rabbia, la varicella, l’herpes zoster e l’epatite A.
Si stima che 5,8 miliardi di persone abbiano ricevuto vaccini fatti con queste due linee cellulari che, con altre, sono diventate strumenti di laboratorio standard negli studi sull’invecchiamento e la tossicità dei farmaci. (La ricerca con queste linee non è coperta dai regolamenti statunitensi che regolano l’uso di cellule e tessuti fetali freschi, né catturata nel database NIH). Negli ultimi 25 anni, le linee cellulari fetali sono state utilizzate in una serie di progressi medici, compresa la produzione di un farmaco per l’artrite e proteine terapeutiche che combattono la fibrosi cistica e l’emofilia.
Ma le linee cellulari fetali di serie sono di uso limitato per gli scienziati perché non imitano fedelmente il tessuto nativo e rappresentano solo un sottoinsieme di tipi di cellule: WI-38 e MRC-5, per esempio, sono state derivate da polmoni fetali. Le linee possono anche accumulare mutazioni dopo aver replicato in vitro nel tempo. E creare topi umanizzati come quelli di Su richiede interi pezzi di organi fetali per fornire un numero sufficiente di cellule staminali. Per tutte queste ragioni, i ricercatori si rivolgono al tessuto fresco.
Negli Stati Uniti, questo viene raccolto in centri medici e cliniche che eseguono aborti sotto un mosaico di leggi e regolamenti che regolano il consenso, la raccolta e il trasferimento dei tessuti (vedi ‘Il tessuto fetale e la legge’). La legge statunitense dice che le cliniche possono recuperare “pagamenti ragionevoli” per compensare i costi della fornitura del tessuto, ma rende un reato trarne profitto. I funzionari di Planned Parenthood dicono che le sue cliniche ottengono il pieno e informato consenso dalle donne che scelgono di donare resti fetali per la ricerca, e l’organizzazione ha annunciato in ottobre che le sue cliniche non recupereranno più i costi di 45-60 dollari per campione per la raccolta del tessuto.
Dalle cliniche, il tessuto fetale viene poi spesso passato alle società di fornitura di ricerca biologica, che agiscono come intermediari e lavorano il tessuto prima di venderlo ai ricercatori. Su paga 830 dollari per ogni campione di tessuto epatico fetale fornito al suo laboratorio da uno dei fornitori più utilizzati, Advanced Bioscience Resources di Alameda, California.
HIV e AIDS
La categoria di lavoro sul tessuto fetale che attira più finanziamenti NIH è lo studio di HIV e AIDS: rappresenta 64 delle 164 sovvenzioni NIH. I ricercatori in questo campo hanno a lungo lottato con la scarsità di modelli efficaci per questa malattia unicamente umana. I modelli standard, i macachi, sono costosi da allevare, sono infettati dal SIV invece che dall’HIV e hanno risposte immunitarie diverse da quelle delle persone. La flessibilità e l’adattabilità del tessuto fetale – e la sua ricchezza come fonte di cellule staminali – ha permesso la creazione di una serie di topi con sistemi immunitari umanizzati.
Prominente tra questi è il topo BLT (bone marrow-liver-thymus), che è stato creato nel 2006. Questo modello è fatto distruggendo il sistema immunitario dell’animale e poi trapiantando chirurgicamente frammenti di fegato e timo da un feto umano nel topo. Il sistema immunitario è ulteriormente umanizzato con un trapianto di midollo osseo, utilizzando cellule staminali che formano il sangue dallo stesso fegato fetale. L’animale permette di studiare, per esempio, le risposte immunitarie che sono fondamentali per sviluppare un vaccino efficace contro l’HIV. Il topo ha “accelerato lo studio della patogenesi dell’HIV e dei nuovi approcci per sfruttare l’immunità antivirale per controllare l’HIV”, si legge in una recente recensione di diversi scienziati finanziati dal NIH che stanno usando il topo.
Il topo ha anche contribuito a dimostrare che i farmaci profilattici possono prevenire l’infezione vaginale da HIV – una strategia che è ora in fase avanzata di sperimentazione umana. L’animale è attualmente utilizzato per esaminare come l’infezione genitale con il virus dell’herpes simplex altera l’immunità alla mucosa vaginale, rendendo più facile l’infezione da HIV. In una vena simile, Su sta ora usando il suo topo umanizzato per esaminare i meccanismi con cui l’epatite C e la coinfezione da HIV possono accelerare la malattia del fegato.
Ci sono degli svantaggi: la vita media del topo BLT è relativamente breve, solo circa 8,5 mesi, perché gli animali tendono a sviluppare tumori del timo. E il sistema immunitario umanizzato non viene ereditato, quindi il modello deve essere creato ancora e ancora, portando alla costante richiesta di tessuto fetale che disturba tanto gli oppositori dell’aborto.
Sviluppo umano
In alcune aree di ricerca, il tessuto fetale può, col tempo, essere sostituito da altri materiali e metodi: tipi di cellule alternative e flessibili, comprese le cellule ES umane e le cellule staminali pluripotenti indotte (iPS), e gli organoidi, che sono strutture cellulari create in laboratorio che assomigliano al tessuto di organi normali. Ma c’è un’area in cui, dicono gli scienziati, il tessuto fetale è necessario per definizione: gli studi sul primo sviluppo umano, e perché a volte va male.
“Il tessuto fetale umano probabilmente non sarà mai sostituito in alcune aree di ricerca, in particolare in relazione allo sviluppo fetale”, dice Wolinetz. E l’applicazione di tale lavoro va ben oltre la comprensione dei disturbi dello sviluppo come le malattie cardiache congenite o altre malformazioni, dice Neil Hanley, un endocrinologo dell’Università di Manchester, Regno Unito. “Per una vasta gamma, ora, di malattie e disturbi adulti, sappiamo che hanno le loro origini durante lo sviluppo umano molto presto”, dice – il diabete di tipo 2 e la schizofrenia sono entrambi casi in punto. “
Le 30 sovvenzioni di biologia dello sviluppo che coinvolgono il tessuto fetale che sono state assegnate dal NIH nel 2014 vanno da uno studio della differenziazione dei mioblasti, che sono i precursori embrionali delle cellule muscolari, a diversi esami dello sviluppo del tratto urogenitale – studi con rilevanza, per esempio, per l’ipospadia, una condizione comune in cui l’uretra non riesce a chiudere e la parte inferiore del pene è incompleta. Un progetto sta creando un atlante tridimensionale dell’espressione genica nel tubercolo genitale, il precursore del pene. Un altro sta sondando l’attività genica nelle cellule che rivestono l’intestino fetale per aiutare a spiegare l’eccessiva infiammazione intestinale nei bambini prematuri. Hanley dice che tali studi sono importanti, in particolare perché la regolazione dei geni – la sinfonia finemente sintonizzata che controlla quando e dove i geni sono attivi – può variare notevolmente tra le specie, quindi i risultati in altri animali spesso non valgono per gli esseri umani.
Più della metà delle 30 sovvenzioni sono per studi sullo sviluppo del cervello, e molti di questi progetti stanno cercando progressi nella lotta contro malattie come l’autismo, la schizofrenia e il morbo di Alzheimer. Larry Goldstein, un neurobiologo della University of California San Diego School of Medicine a La Jolla, usa cellule chiamate astrociti dal cervello di feti abortiti per nutrire i neuroni che ha derivato da cellule iPS e che hanno mutazioni associate al morbo di Alzheimer. Si pensa che gli astrociti secernano fattori che mantengono i neuroni sani in cultura, e lui usa il sistema per studiare la patogenesi della malattia e per testare potenziali farmaci.
Goldstein spera alla fine di derivare anche gli astrociti dalle cellule iPS. Ma “gli astrociti fetali umani che otteniamo attualmente sono il gold standard che usiamo, e useremo, per confrontare gli astrociti che facciamo per differenziazione”, dice. Ha anche usato neuroni da cervelli fetali abortiti per confrontare con i neuroni fatti da cellule iPS4. “Finché il tessuto fetale è disponibile, questo è un uso molto prezioso di esso”, dice.
Un altro 23 delle sovvenzioni NIH utilizzando il tessuto fetale coinvolgono lo sviluppo e la malattia degli occhi. I danni all’epitelio pigmentato retinico (RPE), un singolo strato di cellule nella parte posteriore dell’occhio, ha un ruolo chiave in una serie di malattie degli occhi, tra cui la degenerazione maculare legata all’età, la causa più comune di cecità negli adulti nel mondo sviluppato. Gli anni 2000 hanno visto progressi nel modo di creare colture cellulari con RPE sezionato dagli occhi dei feti, permettendo agli scienziati di studiare la funzione di queste cellule in un piatto. E anche se alcuni scienziati si sono rivolti alle cellule staminali per generare RPE, come Goldstein continuano a utilizzare il tessuto fetale come punto di riferimento per lo sviluppo e la funzione normale.
Goldstein ha accettato di parlare a Nature, dice, perché “qualcuno deve parlare in modo responsabile”. Ha sottolineato che lui e i suoi colleghi pensano molto all’etica del loro lavoro. “Non siamo contenti di come il materiale è diventato disponibile, ma non saremmo disposti a vederlo sprecato e semplicemente buttato via.”
Occasione, il tessuto fetale viene utilizzato per il lavoro clinico. L’anno scorso, una società chiamata Neuralstem a Germantown, Maryland, in collaborazione con gli scienziati dell’Università della California, San Diego, ha lanciato una sperimentazione in cui le cellule staminali del midollo spinale fetale sono state impiantate per trattare le lesioni del midollo spinale. A maggio, ricercatori del Regno Unito e della Svezia hanno lanciato uno studio in cui i neuroni dopaminergici di feti abortiti vengono trapiantati nel cervello di pazienti con il morbo di Parkinson (vedi Nature 510,195-196; 2014). La ricerca con il tessuto fetale è meno controversa nei paesi in cui l’aborto è più ampiamente accettato.
Visione scomoda
I video di Planned Parenthood hanno messo a disagio anche alcuni sostenitori della ricerca sul tessuto fetale. In un video, il medico Deborah Nucatola, direttore senior dei servizi medici del gruppo, descrive come schiaccia i feti sopra e sotto gli organi chiave per preservarli intatti per la ricerca. Ha anche descritto di trasformare un feto in una presentazione podalica per consegnare la testa per ultima, quando la cervice è più dilatata, preservando così il cervello.
Questo ha sollevato la questione se i medici stanno alterando le tecniche di aborto per soddisfare le richieste di ricerca, violando un precetto ampiamente riconosciuto di etica della ricerca. Arthur Caplan, un bioeticista della New York University School of Medicine, respinge i video come “pura politica”, ma alcuni dei filmati “hanno fatto inarcare il mio sopracciglio”, dice. “Non si può usare un approccio diverso all’aborto per cercare di preservare qualcosa. Quelli sono semplicemente no-no.”
La portavoce di Planned Parenthood, Amanda Harrington, dice che l’organizzazione non è a conoscenza di alcun caso in cui il metodo di un aborto sia stato cambiato per preservare gli organi. Ma, aggiunge, “se piccoli aggiustamenti che non hanno alcuna attinenza con la salute e la sicurezza della donna sono fatti quando la donna ha espresso il desiderio di donare tessuti, questo è del tutto appropriato ed etico e legale”. La salute e la sicurezza delle donne, dice, “è sempre la priorità numero uno”.
La domanda per molti scienziati è quale sarà la ricaduta della controversia. Sulla scia delle sparatorie in Colorado, alcuni repubblicani al Congresso hanno fatto marcia indietro sui precedenti tentativi di defundare Planned Parenthood, e ci si aspetta che il presidente Obama ponga il veto a qualsiasi legge che lo faccia. Questo significa che il danno duraturo dei video potrebbe finire per essere inflitto non al bilancio di Planned Parenthood, ma alla scienza. Da luglio, quattro disegni di legge che criminalizzerebbero o comunque limiterebbero la ricerca sono stati introdotti nel Congresso degli Stati Uniti, e i legislatori hanno lanciato sforzi simili in una dozzina di legislature statali. (Missouri, Arizona e North Dakota già vietano la ricerca.)
Su ha sentito il clima per la sua ricerca diventare più freddo quando, il primo ottobre, è stata firmata una nuova legge del North Carolina che rende un reato la vendita di tessuto fetale per qualsiasi importo all’interno dello stato. Su riceve il tessuto che usa da fuori dello stato, ma il messaggio dietro la nuova legge lo preoccupa. “Spero che questa controversia attuale, o i possibili interventi del Congresso, non rallentino la ricerca biomedica”, dice. “Il beneficio è più grande dello svantaggio su questo.”
La controversia “mette assolutamente a rischio la ricerca sui tessuti fetali”, dice Caplan. “È improbabile che i giovani scienziati entrino in un campo lacerato dalla controversia, dove i finanziamenti sono incerti e le minacce fisiche sono una possibilità reale.”
Caplan dice che potrebbero emergere paralleli con gli eventi nei primi anni 2000, quando l’uso di cellule ES umane nella ricerca statunitense divenne politicamente fragile. Poi, sono state adottate severe norme federali che regolano il finanziamento NIH della ricerca, ma alcuni stati, tra cui la California e il Massachusetts, hanno risposto versando denaro nella scienza tutto lo stesso.
“Per andare avanti, la realtà è che la ricerca sul tessuto fetale non deve essere finanziata o consentita ovunque”, dice Caplan. “Deve essere consentita da qualche parte.”
Questo articolo è riprodotto con il permesso ed è stato pubblicato per la prima volta il 7 dicembre 2015.