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Un gruppo di ricercatori giapponesi è riuscito a creare cloni femmina da topi maschi rimuovendo il cromosoma Y dalle cellule maschili, un risultato che non era mai stato ottenuto partendo da embrioni e da cellule adulte. Il lavoro porta la firma dell’Università di Yamanashi e del Riken BioResource Research Center, e si basa sull’editing genetico CRISPR, la tecnologia che permette di tagliare il DNA in punti stabiliti con precisione. Per ora si tratta di un preprint, quindi di uno studio non ancora revisionato da altri scienziati e non ancora pubblicato su una rivista scientifica.
L’idea di fondo è semplice, quasi elementare, e i ricercatori non lo nascondono. Nei mammiferi il sesso dipende da una coppia di cromosomi, due X nelle femmine e una X più una Y nei maschi, ed è il gene SRY presente sul cromosoma Y a innescare lo sviluppo maschile. Se è la Y a fare il maschio, ragionamento dei ricercatori, togliendola si ottiene una femmina.
Il metodo, battezzato Y CUT, colpisce con CRISPR una porzione specifica del cromosoma Y, quella che garantisce che a ogni divisione cellulare entrambe le cellule figlie ne ricevano una copia. Danneggiata quella regione, il cromosoma smette di essere trasmesso correttamente e viene perso progressivamente.
CRISPR: femmine XO, sane e fertili
Le femmine che nascono da questo processo hanno un solo cromosoma X invece di due, una condizione che i genetisti indicano con la sigla XO. Nei topi questo non compromette la fertilità, ed è esattamente il motivo per cui l’esperimento ha funzionato. Gli embrioni maschili trattati sono stati trasferiti in topoline surrogate, che hanno partorito cuccioli femmina cresciuti sani e in grado di riprodursi. Applicando la stessa tecnica a cellule clonate, il gruppo ha ottenuto femmine geneticamente identiche al topo maschio di partenza, salvo appunto per il cromosoma mancante. L’esperimento è riuscito anche a partire da cellule maschili crioconservate, e i cloni maschi e femmina accoppiati tra loro hanno avuto cuccioli sani. «Sembra fantascienza» commenta Takashi Ishiuchi, biologo riproduttivo dell’Università di Yamanashi che ha co diretto lo studio insieme a Shogo Matoba del Riken BioResource Research Center di Ibaraki.
L’obiettivo dichiarato riguarda le specie in via di estinzione, in particolare quei casi in cui restano pochissimi esemplari. La clonazione è già stata usata con il furetto dai piedi neri e con il cavallo di Przewalski, e molti laboratori conservano tessuti e cellule di specie rare nei cosiddetti frozen zoo, gli zoo congelati che funzionano come archivi biologici. Il problema è che la clonazione riproduce l’individuo esattamente com’è, sesso compreso, quindi da cellule di un maschio nascono solo maschi. Se in banca criogenica ci sono soltanto campioni maschili, ripopolare diventa impossibile. L’ispirazione, racconta Ishiuchi, è arrivata dal ghiozzo di Okinawa, un pesce capace di cambiare sesso quando le circostanze lo richiedono.
I limiti che ridimensionano l’entusiasmo
Nel 2021, sulla rivista The CRISPR Journal, un gruppo del Weill Cornell Medicine di New York aveva già descritto topi cloni femmina ottenuti eliminando il cromosoma Y, ma partendo da cellule staminali embrionali. La differenza sta tutta lì, perché nelle banche criogeniche si conservano tessuti, non staminali embrionali.
Gli ostacoli restano parecchi e i ricercatori stessi li elencano. Il primo è quasi paradossale, visto che per clonare serve comunque una cellula uovo proveniente da una femmina della stessa specie o di una specie vicina, e proprio nello scenario in cui sopravvivono solo maschi quella materia prima non c’è.
Nel 2023 un altro gruppo giapponese ha mostrato di poter ricavare cellule uovo da cellule di topi maschi, ma l’applicazione è lontana. Il secondo limite riguarda la specie, perché in molti mammiferi la condizione XO è associata a infertilità, il che restringe l’uso a una parte dei roditori minacciati. Si sta lavorando all’inserimento di un secondo cromosoma X, ricerca ancora agli inizi. Il terzo arriva dalla stessa Università di Yamanashi, dove un esperimento durato vent’anni pubblicato su Nature Communications ha stabilito che clonare topi generazione dopo generazione diventa insostenibile intorno alla cinquantottesima, per accumulo di mutazioni e perdita di interi cromosomi. Una popolazione ricostruita da pochi individui geneticamente identici avrebbe inoltre una diversità genetica ridotta, quindi più fragile davanti a malattie e cambiamenti ambientali.
