L’etica della ricerca neuroscientifica nell’era degli organoidi

cervello

Immagine: una sezione del cervello creato a Vienna. Le aree verdi indicano i neuroni. Le cellule si sono disposte naturalmente a formare una sorta di corteccia. L’organoide è lungo 4 millimetri e verrà usato per studiare i disordini neurologici. 

Un gruppo di cellule cerebrali interconnesse in una capsula di Petri potrebbero mai sperimentare l‘auto-consapevolezza? Riesci a creare un topo o una scimmia in parte umani impiantando cellule staminali umane nel suo cervello? Se pezzi di cervello di una persona morta vengono rianimati in un laboratorio, il paziente è ancora completamente morto?

Domande come queste vengono sollevate avanzando tecniche all’avanguardia della neuroscienza. Per quanto inverosimili possano sembrare, stanno costringendo gli scienziati a pensare a quello che serve per “essere un cervello umano” .

I neuroscienziati potrebbero non creare ancora mini-cervelli consapevoli nei loro laboratori, ma questa prospettiva, anche se distante, è reale. E per come stanno le cose ora, gli scienziati potrebbero non riconoscere veramente quando hanno attraversato quel confine indistinto.

Quindi non è troppo presto per riflettere sugli scenari che sembrano avere più in comune con i thriller di fantascienza che con la vita reale, secondo un gruppo di 17 neuroscienziati ed esperti di etica medica che questa settimana hanno pubblicato un saggio sulla rivista Nature.

Nei laboratori di tutto il mondo, gli scienziati hanno utilizzato cellule staminali per sviluppare strutture multicellulari che assomigliano a organi umani, inclusi occhio, intestino, fegato e reni. Ora le stesse tecniche vengono utilizzate per far crescere il cervello in forma di “organoidi: versioni miniaturizzate e semplificate del tessuto cerebrale vivente.

Gli scienziati trapiantano questi organoidi o le cellule staminali umane da cui sono cresciuti, in altri animali. Altrove, stanno sondando la funzione del tessuto cerebrale asportato da persone che sono appena morte o da pazienti a cui è stato rimosso il tessuto cerebrale, per curare malattie come l’epilessia.

La conoscenza acquisita da questa ricerca aiuterà gli scienziati a comprendere a un livello molto basilare, come si sviluppa questo organo complesso, come i suoi componenti lavorano individualmente e cosa va storto in certi disturbi psichiatrici e neurologici.

” Le malattie neurologiche sono una causa universale di sofferenza. Quindi abbandonare la ricerca sarebbe probabilmente immorale”, hanno scritto gli autori del nuovo saggio. “Ma andare avanti ha anche i suoi pericoli etici”.

“Per garantire il successo e l’accettazione sociale di questa ricerca a lungo termine, ora deve essere forgiato un quadro etico”, hanno scritto gli esperti, riunitisi lo scorso maggio all’Iniziativa della Scienza e della Società della Duke University per stilare una lista di preoccupazioni.

La maggior parte di questi organoidi del cervello vive in un terreno di crescita in un piatto di laboratorio e manca dell’afflusso di sangue e delle cellule specializzate necessarie per le funzioni di base. Consistono di 2/3 milioni di cellule (un cervello umano maturo ha circa 170 miliardi) e non sono più grandi di “un moscerino della della frutta adulto”.

Eppure questi organoidi sono minuscoli facsimili di parte di un cervello umano. Vengono coltivati ​​e fusi in “assemblaggi” di strutture cerebrali. È difficile immaginare che un giorno i ricercatori potrebbero creare un modello miniaturizzato dell’organo squisitamente complesso in grado di creare, archiviare e recuperare i ricordi, amare e odiare le altre creature e contemplare il proprio posto nell’universo.

Gli scienziati hanno già trapiantato organoidi del cervello umano nei roditori. In breve tempo, il gruppo di cellule cerebrali umane si è scagliato contro i neuroni dei loro ospiti e i neuroni dei roditori hanno “restituito l’abbraccio”. Infatti, i ricercatori hanno distinto le prove di diafonia tra l’organoide umano e il cervello dei roditori, secondo uno studio pubblicato questo mese su Nature Biotechnology.

Nel lavoro correlato, i neuroscienziati hanno già utilizzato cellule staminali umane per far crescere cellule gliali (un tipo di cellule cerebrali coinvolte nella pulizia cerebrale) e trapiantarle nel cervello dei topi. In alcuni compiti di apprendimento, i topi ibridi hanno ottenuto risultati migliori rispetto ai loro simili che erano topi al 100%.

( Vedi anche:Dibattito etico in ritardo nella ricerca sul cervello umano?).

Nel frattempo, i ricercatori della Yale School of Medicine (tra cui il neuroscienziato e saggista co-autore Dr. Nenad Sestan) hanno riferito di aver ripristinato la circolazione nel cervello dei maiali decapitati e di aver tenuto “vivo” gli organi rianimati per un massimo di 36 ore. Sebbene il cervello dei maiali non abbia mostrato alcun segno di coscienza, l’esperimento ha suggerito che, con sufficiente cura, le cellule cerebrali potrebbero essere in grado di svolgere una normale attività dopo la morte del loro ospite.

E ad Harvard, la biologa esperta di cellule staminali Paola Arlotta (anche uno degli autori del saggio) ha coltivato 31 organoidi del cervello umano per periodi lunghi fino a nove mesi e ha osservato che cellule staminali pluripotenti davano origine a cellule retiniche umane accanto ad altre cellule cerebrali. Quando il suo team ha illuminato una luce sulle cellule retiniche che crescevano in un piatto di laboratorio, hanno effettivamente visto le cellule cerebrali “battere le palpebre” in risposta, dimostrando che “uno stimolo esterno può provocare una risposta organica”, secondo lo studio pubblicato l’anno scorso in Nature .

Aggiungi tempo, ambizione accademica e progresso scientifico a questi casi e inizi ad apprezzare le domande sollevate nel saggio: gli organoidi cerebrali o le creature non umane che portano  cerebrali umane devono essere protetti da regolamenti che riconoscano la possibilità di una loro maggiore consapevolezza? Questa possibilità dovrebbe precludere la creazione di chimere che coinvolgono i nostri stretti parenti evolutivi, come gli scimpanzé o le scimmie? Dovrebbero esserci dei limiti alla capacità dei tessuti umani di “vivere” al di fuori del loro proprietario originale?

“Ci sono così tanti problemi a cui dobbiamo pensare”, ha detto Henry T. Greely, che ha redatto il saggio insieme al bioeticista della Duca, Nita Farahany.

Un altro dubbio in sospeso: come definire la coscienza, un attributo che giustificherebbe sicuramente le protezioni più forti degli organoidi e degli altri organismi?. “Senza sapere di più su cosa sia la coscienza e quali blocchi fondamentali richieda, è sicuramente difficile sapere quali segnali cercare in un modello sperimentale del cervello”.

Greely, un avvocato che dirige il programma della Stanford University in Neurosciences and Society, ha affermato che i problemi etici più spinosi non sono immediati. “Ma penso che tra 5 e 10 anni ci siano davvero buone probabilità di doversi chiedere: siamo già arrivati al limite in questo tipo di sperimentazioni?”.

“La migliore prova che è giunto il momento di discutere di questi argomenti è il coinvolgimento attivo degli scienziati in prima linea in questo tipo di lavoro”, ha affermato Greely.

“Sono tutti convinti che queste preoccupazioni etiche siano davvero importanti”, ha aggiunto Greely.

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