La possibilità di rigenerare arti umani è sempre sembrata fantascienza, qualcosa relegata ai film o ai sogni più audaci della medicina. Eppure un gruppo di ricercatori ha appena fatto un passo avanti enorme in quella direzione. Studiando axolotl, zebrafish e topi, un team internazionale ha individuato un insieme condiviso di geni che potrebbe, un giorno, aprire la strada a terapie capaci di far ricrescere arti perduti negli esseri umani. I risultati, pubblicati sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, segnano una svolta importante per la medicina rigenerativa e la terapia genica.
Il progetto ha coinvolto tre laboratori diversi: quello di Josh Currie, professore di biologia alla Wake Forest University, specializzato nello studio della salamandra messicana axolotl. Quello del chirurgo plastico David A. Brown della Duke University, che si occupa di rigenerazione delle dita nei topi; e quello di Kenneth D. Poss della University of Wisconsin-Madison, focalizzato sulla rigenerazione delle pinne nei zebrafish. Tre organismi differenti, ma con qualcosa di sorprendente in comune: programmi genetici universali che guidano la rigenerazione dei tessuti.
A livello globale, ogni anno si verificano oltre un milione di amputazioni causate da malattie vascolari legate al diabete, traumi, infezioni e tumori, secondo le statistiche del Global Burden of Disease. Un numero che si prevede in crescita con l’invecchiamento della popolazione e la diffusione del diabete. Per anni la ricerca ha cercato soluzioni che andassero oltre le protesi, puntando al ripristino del movimento naturale, della sensibilità e della funzionalità. Questo studio suggerisce che un gruppo di geni noti come geni SP potrebbe avere un ruolo centrale in quello sforzo.
Rigenerare arti umani: cosa fanno esattamente i geni SP
La scelta dei tre organismi non è stata casuale. Gli axolotl sono famosi per la capacità straordinaria di rigenerare interi arti, oltre a code, tessuto del midollo spinale e parti di organi come cuore, cervello, polmoni, fegato e mascella. I zebrafish possono far ricrescere ripetutamente le pinne caudali danneggiate, oltre a riparare cuore, cervello, midollo spinale, reni, retine e pancreas. I topi, in quanto mammiferi come noi, rappresentano il modello più vicino all’essere umano: possono rigenerare le punte delle dita, e anche negli esseri umani le punte delle dita a volte ricrescono se il letto ungueale resta intatto dopo un trauma.
Il team ha scoperto che l’epidermide in rigenerazione, cioè il tessuto cutaneo, in tutte e tre le specie attivava due geni chiamati SP6 e SP8. A quel punto è scattata la fase successiva. Ovvero capire esattamente come questi geni contribuiscono alla rigenerazione. Utilizzando la tecnologia di editing genetico CRISPR, il laboratorio di Currie ha rimosso SP8 dal genoma dell’axolotl. Senza quel gene, le salamandre non riuscivano più a rigenerare correttamente le ossa degli arti. Problemi simili sono stati osservati nei topi quando mancavano SP6 e SP8 nelle dita in fase di rigenerazione.
Partendo da questi risultati, il laboratorio di Brown ha progettato una terapia genica virale basata su un potenziatore della rigenerazione tissutale identificato in precedenza nei zebrafish. La terapia ha veicolato una molecola di segnalazione chiamata FGF8, normalmente attivata da SP8. Nei topi, il trattamento ha stimolato la ricrescita ossea nelle dita danneggiate e ha parzialmente ripristinato alcune capacità rigenerative perdute in assenza dei geni SP.
Dalla salamandra all’essere umano: quanto manca davvero
Gli arti umani non possono rigenerarsi naturalmente come quelli delle salamandre, ma secondo i ricercatori future terapie potrebbero potenzialmente imitare alcuni dei meccanismi biologici controllati dai geni SP. Currie ha spiegato che questa scoperta può essere considerata una sorta di prova di principio: potrebbe essere possibile somministrare terapie che sostituiscano la funzione di questa epidermide rigenerativa per far ricrescere tessuti negli esseri umani.
Il team ha comunque precisato che la ricerca è ancora in fase iniziale e che saranno necessari molti altri studi prima che le scoperte nei topi possano tradursi in terapie per le persone. Nonostante questo, Currie ha descritto il lavoro come una base importante per futuri trattamenti rigenerativi, sottolineando che l’approccio basato sulla terapia genica rappresenta una nuova strada che può integrarsi con altre soluzioni già in fase di sviluppo, come le impalcature bioingegnerizzate e le terapie con cellule staminali. La soluzione finale per rigenerare arti umani sarà quasi certamente multidisciplinare.
Un aspetto che Currie ha voluto evidenziare è il valore della collaborazione tra scienziati che lavorano su organismi e sistemi biologici molto diversi tra loro, invece di restare chiusi nei propri ambiti di ricerca. Proprio questa convergenza tra laboratori ha reso possibile una scoperta che nessuno dei tre gruppi avrebbe raggiunto da solo.