Il blog del genotipo

Inma Besante Alcayna, Genotipo

Il 5 luglio 1996, la pecora Dolly è nata a Edimburgo, il primo mammifero clonato da una cellula adulta. Da quel 5 luglio sono passati 23 anni e fino ad oggi la clonazione, in particolare una delle sue varianti, la clonazione terapeutica, è presentata come un processo che potrebbe avere innumerevoli benefici per la salute umana. Pertanto, nel nostro post di oggi conosceremo tutti i dettagli su questo processo.

Che cos’è la clonazione?

Inizieremo stabilendo il significato del termine clonazione. La parola clonazione deriva dal greco, il suo significato etimologico è “sparare” o “ramo” e si riferisce a tutti quei processi il cui scopo ultimo è quello di ottenere, in modo asessuato (cioè senza intervento sessuale), copie geneticamente identiche di un’entità biologica, che può essere, da una cellula, a un organismo completo.

Quali tipi di clonazione esistono?

Esistono diversi tipi di clonazione, da quella sperimentata naturalmente da alcuni batteri, piante e funghi come modalità di riproduzione, alla clonazione terapeutica, grazie alla quale possiamo generare quasi tutti i tipi di cellule e quindi anche rigenerare i tessuti danneggiati.

Esistono principalmente tre tipi di clonazione:

Il tipo di clonazione più utilizzato oggi è la clonazione genetica. La clonazione genetica comporta l’inserimento del frammento di DNA di interesse in un vettore (batteri, virus, plasmidi) e l’induzione della sua moltiplicazione per ottenere il numero desiderato di copie o cloni. Questo tipo di clonazione è comunemente usato per ottenere molte copie di geni da studiare.

la clonazione riproduttiva, che ha come obiettivo principale l’ottenimento di un individuo identico al completo, e la clonazione terapeutica, che ha lo scopo ultimo di ottenere cellule staminali pluripotenti per uso terapeutico, sono gli altri due tipi di clonazione che esistono oggi.

Sebbene la clonazione terapeutica e la clonazione riproduttiva differiscano nei loro obiettivi, presentano alcune somiglianze nell’uso delle tecniche con cui viene eseguito il processo.

La tecnica di clonazione utilizzata per la clonazione sia riproduttiva che terapeutica è il trasferimento nucleare delle cellule somatiche (TNCS). È una strategia di laboratorio che consiste nel prendere un ovocita enucleato, cioè dal quale il nucleo è stato precedentemente estratto e impiantare un nucleo donatore di una cellula somatica.

Tenendo conto che i processi di clonazione terapeutica e riproduttiva presentano somiglianze in termini di tecnica utilizzata (entrambi i tipi di clonazione utilizzano la tecnica di trasferimento nucleare delle cellule somatiche), presentano anche alcune differenze, quindi di seguito spiegheremo in dettaglio in cosa consiste ciascuno dei processi.

Nella clonazione riproduttiva, i ricercatori estraggono il nucleo di una cellula somatica matura dall’animale da clonare. Successivamente, il trasferimento del kernel viene effettuato utilizzando la tecnica TNCS spiegata sopra. Una volta effettuato il trasferimento, la cellula può dividersi e infine si ottiene un embrione che impianta l’utero di una femmina adulta, che, dopo lo sviluppo dell’organismo darà alla luce un individuo con la stessa composizione genetica dell’organismo donatore della cellula somatica.

Di seguito è riportata un’illustrazione del processo di clonazione riproduttiva.

Nella clonazione terapeutica, invece, il processo consiste in tre fasi, la prima delle quali consiste nell’enucleazione o estrazione del nucleo della cellula (ovocita) che verrà utilizzata come cellula recettoriale. Una volta ottenuto l’ovocita enucleato, il nucleo di interesse viene trasferito dalla cellula donatrice. Successivamente, si verifica l’attivazione dell’ovocita e la riprogrammazione dell’espressione genica cellulare. Il risultato finale è l’ottenimento di cellule staminali embrionali in grado di dare origine a cellule pluripotenti con la capacità di generare qualsiasi tipo di cellula. Questo, tra le altre cose, consente di generare cellule con l’obiettivo di rigenerare e/o sostituire i tessuti danneggiati.

In sintesi, gli obiettivi della clonazione terapeutica e riproduttiva sono diversi, nel caso della clonazione riproduttiva è la generazione di un individuo completo identico, mentre nel caso della terapeutica è l’ottenimento di cellule staminali pluripotenti.

Che cos’è una cellula staminale pluripotente?

Una cellula staminale pluripotente è una cellula in grado di dare origine a qualsiasi altro tipo di cellula. Cioè, sono cellule indifferenziate in grado di dare origine a cellule corrispondenti ai tre tipi di lignaggio embrionale (ectoderma, mesoderma e/o endoderma). Quindi, ricordiamo il processo di differenziazione cellulare nelle sue diverse fasi.

¿Esistono alternative per ottenere cellule staminali pluripotenti?

Esiste un modo alternativo per ottenere cellule staminali pluripotenti, che consiste nell’indurre la pluripotenza nelle cellule adulte. Per ottenere cellule staminali pluripotenti indotte, in primo luogo, viene effettuata la coltura delle cellule adulte da utilizzare. Successivamente, i geni esogeni delle cellule staminali vengono trasferiti alle cellule iniziali utilizzando vettori retrovirali. Infine, le cellule trasfettate vengono coltivate e i corrispondenti geni e fattori di trascrizione sono espressi al fine di riprogrammare il meccanismo cellulare e indurre la pluripotenza.

Le diverse fasi della tecnica iPS sono specificate di seguito:

¿La clonazione è attualmente utilizzata? Qual è il suo uso?:

Nel rispondere a queste domande, dobbiamo ancora una volta fare una distinzione tra clonazione genetica, clonazione riproduttiva e clonazione terapeutica.

Per quanto riguarda la clonazione genetica, è comunemente usato in molti laboratori e centri di ricerca, soggetti a controllo e regolamentazione esaustivi.

La clonazione riproduttiva è stata utilizzata solo in casi specifici come la pecora Dolly. Tuttavia, non viene effettuato regolarmente e il suo uso per scopi di clonazione umana è totalmente limitato, non da ultimo a causa delle implicazioni etiche di questo.

Nel caso della clonazione terapeutica, possiamo concludere che questo processo può presentare numerosi benefici come la possibilità di rigenerare tessuti e/o produrre organi con la possibilità di effettuare trapianti in modo più sicuro, evitando il loro rigetto. Inoltre, la clonazione terapeutica, utilizzata in modo consapevole e regolamentato, costituisce uno strumento di alto potenziale fondamentalmente nello sviluppo di terapie efficaci rivolte a patologie per le quali, ad oggi, non esiste ancora un trattamento, come è il caso di alcune malattie ereditarie e/o malattie di maggiore prevalenza oggi.

Bibliografia:

• National Human Genome Research Institute – La Clonazione

https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Clonacion

• Terapeutico Clonning

Therapeutic Cloning