Nuova definizione di embrione umano proposta nel mezzo dei rapidi progressi scientifici (2023)

Wuando qualcuno dice la parola embrione, cosa ne pensi? Probabilmente quell'immagine che hai visto mille volte in mille articoli di notizie diversi: una sfera traslucida gonfia di citoplasma che viene pungolata da un ago per microiniezione alla luce di un microscopio. L’integrazione della fecondazione in vitro, o fecondazione in vitro, ha reso familiari le nuove generazioni di persone con ciò che comportano le prime fasi dello sviluppo umano.

Ma all'inizio di quest'estate,quando gli scienziati hanno rivelatoora sono in grado di creare masse di cellule staminali in laboratorio che si auto-organizzano nello stesso tipo di strutture che gli embrioni stessi costruiscono durante quelle prime settimane, spalancando qualsiasi idea dell'embrione che avevamo. Queste strutture erano modelli embrionali, come li chiamavano alcuni scienziati, o qualcosa che si avvicinava agli embrioni reali? Come si poteva sapere quando quella linea era stata superata?

“La definizione di embrione umano è lungi dall’essere radicata, è in continua evoluzione con i progressi scientifici”, ha affermato Nicolas Rivron, biologo dello sviluppo presso l’Istituto di biotecnologia molecolare dell’Accademia austriaca delle scienze di Vienna. Inuna prospettivapubblicato giovedì su Cell, lui e un gruppo internazionale di luminari leader nel campo in rapida evoluzione dell’embriologia sintetica – o “stembriologia”, come a volte viene chiamata – sostengono che questi ultimi progressi scientifici giustificano una nuova definizione di embrione umano che ha le sue radici non in come è stato realizzato, ma in cosa potrà diventare.

“A causa di questo nuovo percorso, pensiamo che diventi sempre più importante pensare all’embrione non in termini di come si è formato ma del potenziale che ha di generare qualcosa”, ha detto Rivron a STAT.

Lui e i suoi coautori hanno proposto di definire gli embrioni come “un gruppo di cellule umane supportate da elementi che svolgono funzioni extra-embrionali e uterine che, combinati, hanno il potenziale per formare un feto”.

In altre parole, i modelli di embrioni potrebbero essere considerati embrioni se hanno il potenziale per sopravvivere fino all’equivalente di otto settimane di gravidanza – una posizione in contrasto con una dichiarazione rilasciata all’inizio di quest’anno da un gruppo internazionale di scienziati che si occupano di cellule staminali.

Il primo utilizzo conosciuto della parola nella lingua inglese risale al XIV secolo, derivando dal greco embrion per “ciò che cresce”. Fu solo nel 1870, quando cominciò ad emergere un consenso scientifico sui ruoli degli ovuli e degli spermatozoi, che gli embrioni iniziarono a essere definiti dal processo di fecondazione. Per gran parte del XX secolo, le definizioni legali dell'embrione si riferivano a un gruppo di cellule risultanti dalla fecondazione e coprivano questa massa in via di sviluppo finché non si trasformava in qualcosa con un cuore, un cervello e altri organi, a quel punto (circa 56 giorni dopo) è diventato un feto.

Ma nel 1997 quella definizione divenne obsoleta. La nascita diDolly la pecoraha mostrato al mondo che non c’è bisogno di un ovulo e di uno spermatozoo per creare un mammifero che vive e respira. Si potrebbe far cadere il DNA di qualsiasi cellula in un ovocita vuoto e produrre un clone, bypassando del tutto la fecondazione. Ha aperto la possibilità che la tecnica, chiamata trasferimento nucleare di cellule somatiche, possa un giorno essere applicata agli esseri umani.

Per quanto ne sappiamo,non è mai successo. Ma la possibilità che ciò possa spingere diverse nazioni a modificare la loro definizione giuridica di embrione. Giappone e Australia hanno aggiunto informazioni sugli stadi di sviluppo. Paesi Bassi, Belgio e Germania, tra gli altri, hanno eliminato il linguaggio della fecondazione, optando invece per l’idea di potenzialità – secondo cui un embrione è definito dalla sua capacità di generare un essere umano.

Ma queste definizioni sono state spesso sia ampie che vaghe. Il risultato è un complicato mosaico globale di leggi che lasciano molta ambiguità su cosa significhi essere un embrione, ha affermato Hank Greely, direttore dello Stanford Center for Law and the Biosciences. “C’è davvero bisogno di maggiore chiarezza su ciò che dicono le leggi”.

È in questo vuoto giuridico che è arrivata la stembriologia: il connubio tra la biologia delle cellule staminali e la bioingegneria per produrre masse auto-organizzanti simili ad embrioni che possono essere coltivate in un piatto, coltivate in gran numero e colpite, pungolate, tracciate e quantificate. tempo reale. Gli scienziati ritengono che si riveleranno uno strumento incredibilmente potente per sollevare il coperchiola scatola nera del primo sviluppo umano, fornendo nuove informazioni su infertilità, aborto spontaneo e malattie genetiche. Potrebbero anche fornire un’alternativa più flessibile ed etica allo studio degli embrioni umani, che è stato storicamente limitato dalle normative e dalla volontà dei donatori di fecondazione in vitro.

Mentre ricercatori come Rivron spingono avanti il ​​campo, temono che la mancanza di chiarezza giuridica sugli embrioni – e quindi quando un modello di embrione potrebbe diventarlo – potrebbe mettere a repentaglio i finanziamenti, portare a una reazione pubblica o addirittura mandare involontariamente gli scienziati in prigione. La loro proposta è un tentativo di evitare questi risultati, pur riconoscendo le nuove possibilità radicali che questi progressi scientifici rappresentano.

"In questo momento, queste strutture che possiamo formare in laboratorio, questi modelli di embrioni, sappiamo che non sono embrioni perché non sono in grado di formare un neonato", ha detto Rivron. “Ma se in futuro si ribaltassero e si dimostrassero in grado di farlo, per noi non c’è motivo di distinguerli. Dovremo innalzare i nostri standard etici riguardo al loro utilizzo per la ricerca”.

Per stabilirne la potenzialità, gli autori propongono anche un test di Turing dello sviluppo, un mezzo per determinare se un modello di embrione umano è in grado di diventare una persona vivente e che respira. La prova definitiva, ovviamente, sarebbe iniziare una gravidanza con uno. Ma i divieti esistenti sulla clonazione riproduttiva umana in almeno 45 paesi probabilmente impedirebbero che tale test venga condotto su modelli formati da cellule staminali. (Le linee guida emesse dall’influente Società Internazionale per la Ricerca sulle Cellule Staminali, o ISSCR, vietano anche il trasferimento di qualsiasi modello di embrione umano nell’utero di un essere umano o di un animale.)

Rivron e i suoi colleghi propongono invece una combinazione di misure proxy, delineando una sorta di road map di esperimenti che gli scienziati potrebbero intraprendere per capire quanto sia probabile che i modelli embrionali possano mai avere il potenziale per diventare più di poche cellule in un organismo. piatto. Includono la creazione di modelli embrionali di animali di grandi dimensioni come maiali e scimmie e il loro impianto in quelle specie per vedere se riescono a svilupparsi normalmente e continuare a produrre una prole fertile.

"Apprezzo davvero che siano aperti alla possibilità che alcuni modelli di embrioni possano effettivamente meritare di essere trattati come embrioni un giorno", ha detto Greely. “Perché la reazione generale sul campo è stata quella di fare un segno esadecimale e dire: ‘questi non sono embrioni’”.

Questo era il messaggio inviato dall’ISSCR all’inizio di questa estate. In una dichiarazione rilasciata a giugno, l’organizzazione ha ribadito il suo sostegno alla ricerca che utilizza modelli di embrioni e ha condannato l’uso del termine “embrione sintetico” per descriverli. “I modelli di embrioni integrati non sono né sintetici né embrioni”, si legge nella nota. “Sebbene questi modelli possano replicare aspetti dello sviluppo iniziale degli embrioni umani, non possono e non si svilupperanno fino a raggiungere l’equivalente degli esseri umani in fase postnatale”.

Rivron ha detto che sta discutendo con l'ISSCR per istituire un gruppo di lavoro formale per affrontare questo problema. Spera che il documento sia un primo passo verso la sensibilizzazione dei politici, delle società scientifiche e dei comitati etici.

“C’è sicuramente molto in gioco qui”, ha detto Insoo Hyun, un affiliato di bioetica presso la Harvard Medical School che fa parte del comitato etico dell’ISSCR ed è anche direttore delle scienze della vita e dell’apprendimento pubblico presso il Museum of Science di Boston. “Queste questioni di definizione non sono banali perché sono davvero importanti per cose come i finanziamenti o anche per la criminalità”.

È importante soprattutto nei luoghi in cui esistono finanziamenti o restrizioni legali su cosa si può fare con gli embrioni. In Canada, ad esempio, gli scienziati possono condurre esperimenti su embrioni donati ma non possono creare embrioni appositamente per la ricerca. Negli Stati Uniti non esistono leggi che regolano esplicitamente la ricerca sugli embrioni. Ma un provvedimento chiamato emendamento Dickey-Wicker impedisce al governo federale di finanziare qualsiasi ricerca che crei, distrugga o danneggi consapevolmente embrioni umani.

Tale disposizione stabilisce una definizione legale del termine “embrione umano” che regola il modo in cui i National Institutes of Health possono distribuire i fondi per la ricerca. Considera embrione qualsiasi organismo non già protetto dalle norme sulla ricerca sui soggetti umani “che deriva mediante fecondazione, partenogenesi, clonazione o qualsiasi altro mezzo da uno o più gameti umani (sperma o ovulo) o cellule diploidi umane”.

Hyun ha detto che è possibile che alcuni modelli di embrioni possano rientrare in quella definizione, a seconda di come si interpreta cosa sia un “organismo”. "Sappiamo che l'NIH è rimasto piuttosto perplesso su questo", ha detto Hyun. "Sono ancora molto timidi perché c'è molta confusione su cosa fare con questi modelli."

Lyric Jorgenson, direttore ad interim dell'Office of Science Policy presso l'NIH, ha dichiarato in una dichiarazione a STAT che gli istituti non anticipano modifiche alla definizione dell'emendamento Dickey-Wicker o alle politiche dell'NIH. Ma ha applaudito gli sforzi del team di Rivron per costruire una definizione di ricerca non finanziata dagli NIH “che rifletta lo stato attuale della scienza”.

“Sarà fondamentale continuare collettivamente a valutare queste definizioni man mano che le nostre tecnologie si evolvono per garantire che le nostre politiche tengano il passo con le conoscenze acquisite alle frontiere della biologia umana”, ha affermato Jorgenson.

Sarah Franklin, direttrice del Reproductive Sociology Research Group presso l’Università di Cambridge nel Regno Unito, ha accolto con favore il lavoro che Rivron e i suoi colleghi stanno facendo per portare questi temi in un dibattito più ampio. “Hanno reso un servizio alla loro professione impegnandosi molto per rispondere a una domanda davvero importante: abbiamo bisogno di una nuova definizione di embrione?” lei disse. “Ma non sono sicuro che questo modo di porre la domanda sia il modo migliore per arrivare dove dobbiamo essere. Non è una questione che si adatta particolarmente facilmente agli sforzi volti a creare politiche”.

Piuttosto che concentrarsi sull’enigma ontologico di cosa sia un embrione, le piacerebbe vedere gli scienziati sociali studiare come si sente il pubblico riguardo agli usi ammissibili e non ammissibili per loro. Franklin ha sottolineato quanto pochi siano i dati attuali sulle opinioni del pubblico sulla ricerca sugli embrioni, per non parlare della scienza dei modelli embrionali basati su cellule staminali.

“Penso che dovremmo stare attenti a non dare per scontato di sapere quali saranno i problemi scottanti attorno a questo”, ha detto. “Questo è il grande pezzo mancante del puzzle in questo momento.” Ma questo è l’elemento che, secondo lei, potrebbe aiutare meglio i governi a creare normative chiare e logiche che riflettano i valori delle società in cui esistono.

Hyun e Greely temono anche che, in qualche modo, la nuova definizione sollevi più domande che risposte. Le palline di cellule che le cliniche di fecondazione in vitro trasferiscono negli uteri non hanno ancora gli “elementi che soddisfano le funzioni extra-embrionali ed uterine” descritti da Rivron e colleghi. Quelli si sviluppano solo dopo l'impianto. Ciò significa che tali entità, che attualmente vengono definite embrioni, cesserebbero di essere embrioni secondo questa definizione? Che dire di un embrione che si è impiantato ma ha una condizione genetica fatale come la trisomia 8, il che significa che non ha alcuna possibilità di sopravvivere oltre le 20 settimane. Quello è un embrione?

Facendo eco alle opinioni di Mary Warnock, che guidò lo sviluppo iniziale della politica del Regno Unito in questo settore, Franklin ha suggerito che potremmo non essere in grado di elaborare una definizione di embrione che siaGiusto– biologicamente, eticamente, legalmente. “Ma se ne abbiamo uno, lo èBenea un numero sufficiente di persone, otterremo una legislazione piuttosto che nessuna”, ha affermato Franklin. “E quello che vogliamo evitare è di trovarci in una situazione in cui non ci sono limiti. Questo è qualcosa che la maggior parte delle persone davvero non vuole.