Il continuo progresso della ricerca scientifica apre nuove prospettive di ricerca sulle malattie e sui trattamenti innovativi, ma anche nuove questioni etiche. È il caso, ad esempio, degli organoidi, versioni miniaturizzate e semplificate degli organi umani create in laboratorio a partire da cellule umane, in genere cellule staminali. Lo sviluppo delle tecniche di manipolazione delle cellule staminali e l’introduzione di tecnologie di ultima generazione, come la stampa 3D, hanno consentito la realizzazione di diversi modelli di organi umani, tra i quali fegato, intestino, reni, retina, pancreas, cuore, ovaio, testicolo e anche cervello.
L’organoide è una struttura biologica tridimensionale prodotta a partire da cellule staminali pluripotenti o cellule differenziate che si auto-organizzano attraverso interazioni cellula-cellula e cellula-substrato/matrice, ricreando in vitro la struttura architettonica e la funzione di un determinato organo. Le cellule di partenza sono cellule staminali derivanti dalla disgregazione di blastocisti (ESC) oppure da staminali prelevate da un corpo adulto o da staminali pluripotenti indotte (iPSCs); possono essere, inoltre, originati da cellule differenziate.
La tecnologia degli organoidi ha migliorato la comprensione dell’eziologia e della patogenesi delle malattie genetiche, nonché del processo di scoperta dei farmaci. Gli organoidi sono, così, utilizzati sempre più per la ricerca di nuove terapie e nella medicina rigenerativa. Si spera che gli organoidi possano fornire una fonte alternativa di organi da destinare al trapianto e sostituire gli animali nelle sperimentazioni, soprattutto in quelle più dannose per l’animale.
È nel 2009 che i ricercatori hanno costruito per la prima volta organoidi intestinali. Si sono sviluppati, poi, Gli organoidi replicano la struttura, la composizione cellulare e le dinamiche di autorinnovamento dei tessuti originali. Si presentano, così, come mini-aggregati cellulari, di pochi centimetri, con caratteristiche istologiche, anatomiche e funzionali analoghe a quelle degli organi reali ma senza la loro struttura complessa, mancando anche di irrorazione sanguigna e di innervazione.
Negli ultimi anni, l’integrazione dell’intelligenza artificiale ha creato nuove opportunità per le applicazioni degli organoidi, offrendo intuizioni rivoluzionarie sulla fisiologia e la patologia umana, utili per la ricerca di farmaci e la diagnostica medica di precisione per i pazienti.
Gli organoidi, per la loro struttura e per le loro potenzialità, sono in grado di mettere in discussione le categorie tradizionali legate alle entità biologiche. L’avvento della tecnologia degli organoidi ha inaugurato una nuova era nella scienza biomedica: essi offrono una maggiore fedeltà clinica rispetto ai modelli convenzionali, consentendo una simulazione più accurata della malattia.
Uno studio recente, dal titolo “Organoids: development and applications in disease models, drug discovery, precision medicine, and regenerative medicine”, offre una panoramica ampia sullo stato attuale della ricerca, analizzando le diverse tipologie di organi riprodotte dagli organoidi e le diverse finalità della ricerca. Attualmente, gli organoidi sono utilizzati principalmente in quattro aree chiave: modellazione delle malattie, screening di farmaci ad alto rendimento e valutazione della tossicità, medicina di precisione e medicina rigenerativa.
Le sfide attuali che gli organoidi dovranno affrontare sono la vascolarizzazione e l’integrazione del sistema neurale ma anche il raggiungimento di una produzione ad alto rendimento, omogenea e standardizzata, che richiede lo sviluppo di algoritmi e metodi più avanzati. Oggi l’ingegneria degli organoidi, che sfrutta le tecniche di bioingegneria, i biomateriali e la tecnologia AI, sta facendo progredire la creazione di modelli predittivi, di simulazioni accurate della malattia e di strategie mediche personalizzate.
Per quanto riguarda gli organo
idi cardiaci si riporta nello studio che l’esclusiva morfologia 3D degli organoidi ha fatto progredire in modo significativo la ricerca nel campo, consentendo studi sulla formazione della cavità, sullo spessore della parete, sulla frazione di eiezione durante la contrazione. Rispetto agli organoidi di altri organi, gli organoidi cardiaci hanno inizialmente mostrato uno sviluppo più lento; ciò nonostante, tra il 2018 e il 2021, diversi studi hanno tentato il trapianto di organoidi cardiaci nelle cavità addominali di topo.
Tra gli organi coltivati in laboratorio, una particolare attenzione viene, poi, data agli organoidi cerebrali: strutture cellulari tridimensionali generate a partire da cellule staminali umane in grado di riprodurre diversi tipi di cellule nervose, ma anche l’architettura dell’encefalo. Nell’ultimo decennio la ricerca sugli organoidi cerebrali si è intensificata, consentendo lo studio dello sviluppo neurologico e la ricerca su malattie neurodegenerative e psichiatriche. I mini-cervelli non sono però in grado di sviluppare autonomamente vasi sanguigni e apparati sensoriali: anche per tale motivo la ricerca ha tentato il trapianto nella corteccia cerebrale degli animali. Il rischio ancora poco conosciuto riguarda la possibile influenza sull’attività dell’organismo ricevente. Nel 2019 è stato pubblicato su Stem Cells un articolo che riportava la creazione di organoidi la cui attività elettrica cerebrale veniva paragonata a quella di un feto di 12 settimane; nel 2022, un articolo pubblicato su Nature, riportava la notizia di organoidi cerebrali trapiantati sull’animale, cresciuti fino a occupare circa un terzo dell’emisfero del cervello dell’organismo ospite. Nello studio si riferiva che gli organoidi trapiantati sono stati integrati con circuiti neurali nella corteccia sensoriale e che la stimolazione optogenetica degli organoidi così trapiantati sembra aver cambiato il comportamento dell’animale.
Gli organoidi stanno già oggi rivoluzioneranno la ricerca biomedica e la terapia, ma è allo stesso tempo urgente affrontare le diverse problematiche etiche sottese, non trattate nello studio.
Le numerose applicazioni attuali e future sollevano, infatti, rilevanti interrogativi etici e giuridici, legati, ad esempio, ai profili del consenso informato alla donazione di cellule, alla privacy, allo status morale e legale, all’uso dell’editing genetico, alla creazione di chimere, al trapianto, alla commercializzazione, alla brevettabilità, al potenziale uso improprio dell’organoide, alla ricerca e alla possibile distruzione di embrioni umani per ottenere cellule staminali. Sotto questo ultimo aspetto si ricorda che le staminali, adatte anche per la produzione di organoidi, sono oggi ottenute anche per vie diverse ed eticamente lecite, che non comportano la distruzione di embrioni.
Ci si interroga, in particolare, su come regolare il rapporto con i donatori di cellule che partecipano alla ricerca sugli organoidi: si propone, ad esempio, la pratica della anonimizzazione per garantire la privacy dei donatori; tale pratica, però, può ostacolare uno sfruttamento adeguato delle potenzialità degli organoidi, dal momento che non consente il legame con i dati personali e biologici (si pensi al caso delle malattie rare).
Rilevanti problematiche riguardano, poi, lo sviluppo di organoidi di tipo gonadico e cerebrale, per il legame con la personalità e l’identità dei donatori, ma anche la ricerca sui modelli embrionali.
La “umanizzazione” dell’animale operata attraverso il trapianto dell’organoide cerebrale umano, porterebbe alla creazione di entità biologiche ambigue: le problematiche riguardano non solo il benessere e il possibile potenziamento cognitivo degli animali, ma anche questioni legate al superamento del confine tra le specie. Una questione fondamentale in tema di integrazione degli organoidi cerebrali coscienti con il cervello dell’animale ospite è: in tale caso coesisteranno nell’animale due soggetti di coscienza? Nel processo di integrazione, uno scomparirà e l’altro sarà “esteso” o scompariranno tutte e due per l’emersione di un terzo soggetto cosciente? L’integrazione funzionale di un organoide cerebrale umano con un cervello ospite potrebbe, poi, far sì che l’animale chimerico acquisisca capacità potenziate o addirittura nuove: l’animale potrebbe acquisire una forma più sofisticata di coscienza. Inoltre, il trapianto di organoidi cerebrali umani in animali sarebbe solo il primo passo della ricerca, che nel futuro porterebbe alla possibilità di trapiantare organoidi cerebrali da uomo a uomo, aprendo scenari ancora più incerti.
Problemi etici sono, infine, legati alla produzione di organoidi che imitano i processi di sviluppo dell’embrione, i c.d. gastruloidi, simili agli embrioni umani perché contengono cellule di ciascuno dei tre strati germinali, ricapitolando aspetti dell’embriogenesi in vitro. La ricerca potrebbe fornire informazioni importanti sullo sviluppo dell’embrione umano, ma solleva rilevanti preoccupazioni etiche legate allo status ontologico e morale.
L’uso di tali organoidi nella ricerca solleva, pertanto, questioni etiche importanti da non trascurare, legate alla possibile creazione di entità biologiche dallo status morale (ma anche legale) incerto. Visto il rapido sviluppo biotecnologico nel settore, non sembra poi così astratto far riferimento all’importanza del principio di precauzione in materia e la necessità di garantire sempre la dignità umana in ogni condizione e in ogni fase di sviluppo dell’essere umano.
Per approfondire:
- Yao Q, Cheng S, Pan Q, et al. Organoids: development and applications in disease models, drug discovery, precision medicine, and regenerative medicine. MedComm. 2024; 5:e735.
- Faggioni M.P., La sfida bioetica degli organoidi, Accademia Alfonsiana, giugno 2024
- Tang X. Y., Wu S., Wang D. et al., Human organoids in basic research and clinical applications, in Signal Transduction and Targeted Therapy 7 (2022) 168.
- Kataoka M, Gyngell C, Savulescu J, Sawai T. The Ethics of Human Brain Organoid Transplantation in Animals. Neuroethics. 2023
ultimo aggiornamento il 27 Febbraio 2025
