In una fattoria della Baviera, ricercatori tedeschi stanno usando il gene editing per creare maiali da cui estrarre organi compatibili al trapianto in esseri umani.
di Karen Weintraub
Al Center for Innovative Medical Models, allestito in una ex fattoria tra Monaco e il suo aeroporto internazionale, Barbara Kessler e colleghi allevano maiali dall’aspetto del tutto normale: ciò che conta è al loro interno. I corpi di questi maiali sono stati trasformati con quattro modifiche genetiche che dovrebbero renderne gli organi compatibili al trapianto in un essere umano. In caso di successo, il cuore di simili maiali potrebbe un giorno sostituire quello di una persona.
Numerosi test clinici stanno già testando il trapianto di tessuti suini geneticamente modificati su esseri umani. Alcuni ricercatori cinesi stanno testando su individui diabetici il trapianto di cellule produttrici di insulina ottenute dalle isole pancreatiche di suini geneticamente modificati. Ad una squadra di ricercatori della Corea del Sud manca solo il via libera del governo per testare su esseri umani il trapianto di cornee di maiale, mentre al Massachusetts General Hospital, ricercatori utilizzato pelle di maiale geneticamente modificata per coprire temporaneamente le ferite di una persona gravemente ustionata.
Nel caso di organi critici cuori o fegati, la chirurgia deve ancora fare affidamento su componenti umani. Il futuro in cui maiali geneticamente modificati come questi del laboratorio di Monaco potranno essere aperti per ricavare cuori, reni, polmoni e fegati da utilizzare in trapianti, si sta facendo forse più vicino, ma non è ancora realtà.
Ogni anno, nei soli Stati Uniti, circa 7.300 persone muoiono in assenza di un donatore di organi. La ricerca, a caccia di un’altra fonte di organi, si rivolse inizialmente alle scimmie. Nel 1984, però, una bambina conosciuta come Baby Fae morì a 20 dal trapianto di un cuore di babbuino, aggredito dal suo stesso sistema immunitario. Molti hanno criticato la scelta di uccidere animali così simili a noi per salvare esseri umani.
Negli anni ’90, ricercatori e biotech rivolsero l’attenzione ai maiali, non solo perchè il loro macello a fini alimentari è già ampiamente accettato, ma anche perchè sono dotati di organi molto simili ai nostri e raggiungono la maturità in soli sei mesi circa. In questo progetto, gli scienziati incontrarono due ostacoli: i maiali ospitano virus che potrebbero venire trasmessi ai pazienti assieme all’organo trapiantato, e il gene editing di allora non era in grado di modificare gli organi suino al punto di renderli compatibili con il corpo umano.
A due decenni di distanza, i recenti progressi dell’ingegneria genetica hanno riaperto le porte alla ricerca nel campo dei cosiddetti xenotrapianti. Il dibattito attuale è incentrato sull’individuare esattamente quante modifiche genetiche sono necessarie ai suini per superare la barriera delle specie.
I ricercatori tedeschi del laboratorio di Monaco sono tra i sostenitori dell’ipotesi che sia meglio apportare il minor numero di modifiche possibile. Come spiega Eckhard Wolf, direttore del laboratorio di Monaco, con un numero minimo di modifiche genetiche, in caso di errore, sarà più facile individuare il problema. Quando le modifiche apportate si fanno numerose, le possibilità di errore crescono e individuarne l’origine è come cercare un ago in un pagliaio.
I maiali con cui lavorano i tedeschi sono stati sottoposti a tre sole modifiche genetiche, già studiate più di un decennio fa per prevenire il rigetto degli organi in babbuini e esseri umani sottoposti al trattamento. Hanno soppresso un gene responsabile della produzione di uno zucchero chiamato galattosiltransferasi, aggiunto un gene che esprime la proteina umana CD46, e introdotto un gene che dirige la produzione di una proteina chiamata trombomodulina. Le prime due modifiche dovrebbero impedire al sistema immunitario di reagire all’organo trapiantato, mentre la terza dovrebbe prevenire coaguli di sangue capaci di distruggerlo.
Nel 2018, i cuori di alcuni maiali del centro di Monaco sono stati trapiantati in 14 babbuini. Due delle scimmie sono sopravvissute per sei mesi, un risultato descritto dai ricercatori su Nature come “una pietra miliare sulla via dello xenotrapianto cardiaco”.
Uno dei problemi riscontrati nel corso dello studio, però, fu il fatto che i cuori, ricavati da maiali giovani perchè fossero delle dimensioni adatte ad un babbuino, non smisero di crescere. Il cuore trapiantato pesava il 62% in più rispetto a un tipico cuore di babbuino, con il risultato di portare al decesso dell’animale. I ricercatori stanno quindi testando la disattivazione del gene che controlla il recettore dell’ormone della crescita (GHR) degli animali, ottenendo così maiali che non superano la metà del peso di un esemplare normale.
Creare maiali geneticamente modificati che possano rispondere agli standard regolatori di agenzie come la statunitense Food and Drug Administration, non è economico. I ricercatori tedeschi clonano gli embrioni di maiale utilizzando ovuli raccolti da un macello locale. Per ridurre al minimo la presenza di germi, ogni nuova linea di suini deve essere concepita in laboratorio e impiantata per taglio cesareo. I maialini saranno quindi separati dalla madre alla nascita. Le successive generazioni, prive di germi, richiedono meno precauzioni e il costo di ciascun esemplare è solo 10 volte il prezzo di un maiale da allevamento alimentare.
Con circa 120 maiali adulti e 150 maialini geneticamente modificati, le sovvenzioni governative ricevute dal Center for Innovative Medical Models di Monaco non sono sufficienti a coprire costi che prevedono, per esempio, filtri HEPA per mantenere pulite le stanze della struttura e l’irradiazione degli speciali alimenti vegetariani consegnati al centro via camion. I ricercatori stanno cercando finanziamenti per condurre un ultimo test su babbuini. Se gli animali dovessero riuscire a rimanere in vita un anno intero, si potrebbe passare ai test su esseri umani.
Non sono gli unici a sentirsi prossimi al successo. Al chirurgo Joseph Tector, recentemente trasferito all’Università di Miami, servirebbe solo il tempo di costruire una struttura simile a quella di Monaco per testare il trapianto di reni di maiale su esseri umani. L’Università dell’Alabama-Birmingham è già dotata della struttura e i suoi esperti stanno studiando sia cuori che reni di maiale. I primi test potrebbero essere condotti su bambini nati con malformazioni cardiache congenite. Gli organi suini potrebbero tenere in vita i bambini il tempo necessario a trovare un cuore umano.
Immagine: Laetitia Vancon
(lo)
