Verso Dolly
di Gina Kolata


 
(Gina Kolata, Cloni. Da Dolly all’uomo?, capitolo 8, pp.217-242, Rafaello Cortina Editore 1998)

Clonare mammiferi da cellule adulte sarà molto più difficile, ma non può più esser considerato impossibile. Potrebbe anzi essere una buona idea cominciare a riflettere su come potremo far uso di questa opzione.
DAVOR SOLTER


Fu un momento di grandi speranze. All'improvviso, come per miracolo, sul finire degli anni ottanta alcuni scienziati si dimostravano in grado di clonare interi animali a partire da cellule embrionali. E le compagnie prevedevano affari d'oro. L'idea era semplice, e corrispondeva perfettamente al sogno cui si erano ispirati i dirigenti di W.R. Grace and Company, quando avevano finanziato il lavoro sulla clonazione di Neal First all'Università del Wisconsin. Gli scienziati avrebbero preso embrioni di mucca preziosi, valutati tra i 500 e i 1500 dollari l'uno, li avrebbero divisi nelle rispettive cellule, a partire da sedici, e avrebbero inserito il nucleo di ciascuna di esse in un uovo precedentemente anucleato. Si sarebbero così avuti sedici embrioni, ciascuno dei quali sarebbe stato il clone di quello originario. Ma avrebbero potuto fare anche di più. Avrebbero potuto clonare ciascuno dei sedici embrioni, ricavandone altri sedici, e così via, fino a moltiplicare un prezioso embrione in centinaia di cloni identici.
Cominciò così l'affare della clonazione bovina. La ditta W.R. Grace and Cornpany, proprietaria di American Breeder Service, con sede a De Forest, Wisconsin, una compagnia leader nel settore zootecnico, fu una delle prime a gettarsi nell'avventura. Le dolci colline del Wisconsin sarebbero presto state gremite di mucche clonate - pensavano i suoi dirigenti. Grenada Genetics, che aveva invitato Steen Willadsen a trasferirsi a Houston per proseguire i suoi lavori sulla clonazione, seguì a ruota, e assunse alcuni degli studenti di First per irrobustire il nascente gruppo di clonatori. Le vaste praterie del Texas, con i cowboy a cavallo, sarebbero divenute la patria della bistecca clonata. Genmark, una ditta di Salt Lake City, entrò anch'essa in corsa, nella speranza di allevare le sue mucche clonate nei ranch dei dintorni.
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Come prova delle nuove prospettive che si aprivano, Grenada Corporation mise in circolazione la foto di tre tori identici di razza Brangus, ottenuti per clonazione. La foto ebbe l'onore di comparire nella prima pagina del New York Times.(1)
Coscienziosamente Willadsen si mise a clonare embrioni di mucca precoci per Grenada, ma, contemporaneamente, continuò a spostare oltre i limiti della clonazione. Decise che clonare per moltiplicare embrioni di valore andava benissimo. Ma la prova risolutiva, quella che avrebbe permesso di capire se le uova anucleate possano riprogrammare il DNA di una cellula, si sarebbe avuta usando cellule più avanzate - quelle che erano chiaramente, visibilmente differenziate. La maggior parte degli scienziati, e tra di essi Neal First, pensava che una volta avviato il processo di specializzazione di una cellula, il DNA non potesse essere riportato allo stato originario. Willadsen pensava il contrario. Per quanto lo riguardava, il principale ostacolo alla clonazione di embrioni più avanzati era dato dal fatto che era estremamente difficile separarne le cellule. Più vecchio un embrione è, pensava Willadsen, più strettamente le sue cellule aderiscono l'una all'altra. "Quando si tenta di separare le cellule, il rischio di distruggerne un mucchio è alto. Sono unite in modo tanto tenace che preferiscono morire piuttosto che separarsi."
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Willadsen rimase soltanto un anno in Texas, perché ruppe con la proprietà di Grenada su una faccenda di brevetti, e si trasferì presso un'altra compagnia, Alta Genetics, di Alberta, Canada. Il proprietario di Alta Genetics prese Willadsen come socio nel nuovo affare, e lo scienziato danese vide la possibilità di continuare a fare quel che voleva diventando anche ricco. Come incentivo, gli azionisti e i finanziatori della compagnia gli promisero un contributo extra di un milione di dollari se fosse riuscito a produrre cento embrioni clonati in un anno. "Ce la faremo", mi disse Willadsen, anche se clonare tanti embrioni mise a dura prova la resistenza sua e del suo piccolo gruppo di lavoro. In particolare, non gli rimase il tempo per tentare audaci esperimenti, capaci di infrangere le leggi della natura. Ora era un uomo d'affari, non soltanto uno scienziato, e gli affari venivano prima di tutto.
Nel giro di pochi anni, tuttavia, l'affare della clonazione subì un crollo, per tutta una serie di ragioni. Le compagnie scoprirono che clonare costava molto più di quanto avessero previsto. E molte, a complicare la situazione, avevano seri problemi di management.
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L'unica sorpresa fu forse data dalla rapidità della crisi. Barnes stava lavorando alla Genmark quel fatidico giorno del maggio1993 in cui "gli investitori decisero semplicemente di spendere il loro danaro da qualche altra parte". Certo, la notizia non lo colse impreparato, ma, osservò con rincrescimento, "mi stupì che non riuscissero a rendersi conto del fatto che il progetto andava valutato su un periodo superiore ai tre anni".
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Coloro che avevano sperato di diventar ricchi limitarono le loro pretese e si accontentarono di un lavoro sicuro. Solo Willadsen riuscì a sistemarsi per tutta la vita con la clonazione. Come socio di Alta Genetics, aveva avuto in dono una grande casa ad Alberta, in cambio dell'impegno di restare con la compagnia per due anni - la possiede ancora oggi - oltre a un pacchetto di azioni che vendette quando la società venne quotata in borsa, al prezzo di sette dollari cadauna. Oggi valgono meno della metà.
"Ho guadagnato molto bene", mi disse Wílladsen. "Si può dire che sono probabilmente l'unica persona al mondo a esser vissuta sugli utili della clonazione praticamente per la maggior parte della mia carriera scientifica", dichiarò, per aggiungere subito: "E' una cosa un po' sfacciata da dire, le pare?".
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Ma nel preciso momento in cui la clonazione sembrava esser scomparsa dal panorama scientifico, e stava perdendo terreno anche nell'ambito della cultura popolare, Ian Willmut e il suo collega Keith Campbell, in Scozia, continuavano tranquillamente a lavorare ai loro esperimenti. Pochi scienziati conoscevano i due ricercatori e sapevano a cosa si stessero dedicando. Wilmut e Campbell non lavoravano in una grande università, e neppure in una compagnia privata di punta. Erano sepolti in un istituto di ricerca poco noto, i cui locali, in mattoni scuri, erano circondati da verdi praterie, percorse da greggi di pecore. La gente del luogo non prestava troppa attenzione al Roslin Institute, se non per lamentarsi dei cattivi odori che maiali, pecore e polli esalavano, invadendo le loro case nelle dolci sere d'estate. Una stradina asfaltata collega il Roslin Institute alla piccola città di Roslin, ma sono in pochi a percorrerla. Un autobus a due piani si ferma davanti all'istituto ogni mezz'ora nel suo viaggio da o verso Edimburgo, ma pochi passeggeri si servono della stazione. Per la maggior parte degli abitanti di Roslin, l'istituto è un centro di ricerca zootecnica come tanti altri, con una sbarra rossa che ne chiude l'accesso e un cane da guardia che si aggira tra gli edifici la notte.
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Quando qualcuno gli chiede perché sia diventato uno scienziato, Wilmut racconta la storia della sua vita risalendo a quando aveva dieci anni e voleva fare il marinaio. Non è un ragazzo di campagna - è cresciuto a Hampton Lucey, vicino a Warwick, in una famiglia di insegnanti. Ma un giorno incontrò un marinaio e ne rimase soggiogato. Per anni diventare uomo di mare fu l'unico suo pensiero, finché a quattordici anni si accorse di non poter realizzare il suo sogno per via del daltonismo che lo affliggeva. Allora, cominciò a guardarsi intorno alla ricerca di un mestiere che gli permettesse di lavorare all'aperto. Fu così che gli venne l'idea di darsi all'agricoltura e all'allevamento. Per prepararsi, cominciò a lavorare nelle fattorie della zona nei fine settimana e durante le vacanze. Si iscrisse all'Università di Nottingham e si laureò in agraria. Ma considerando realisticamente, a mente fredda, le sue abilità e i suoi talenti, cominciò a dubitare di poter riuscire in quel campo.
"Mi resi conto che non ero tagliato per il lato commerciale della faccenda", mi disse Wilmut. Quindi decise di esplorare le possibilità di fare ricerca. Durante gli studi all'Università di Nottingham, si era scoperto un'altra passione - la biologia embrionale. Si era imbattuto negli embrioni nell'estate del penultimo anno di corso, mentre lavorava come studente estivo alla British Agricoltural Research Council's Unit sulla fisiologia e la biochimica della riproduzione a Cambridge - la stessa unit in cui avrebbe lavorato qualche tempo dopo Steen Willadsen. Il tutore di Wilmut era l'embriologo Christopher Polge, che più tardi sarebbe stato il tutore anche di Steen Willadsen. Nel laboratorio di Polge, Wilmut vide gli embrioni per la prima volta. Rimase soggiogato, stregato da quei puntini destinati inevitabilmente a divenire animali vivi e vegeti. I misteri dello sviluppo embrionale, il semplice brivido di vedere la vita nel suo farsi, e di manipolare quelle minuscole pallottoline di cellule che sarebbero diventate mucche, capre o maiali erano per lui irresistibili. "Ero come stregato", mi disse Wilmut. Abbandonato il progetto della fattoria, decise di tornare al laboratorio di Polge e di prendere un dottorato, lavorando sugli embrioni se ne avesse avuto la possibilità.
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Così Wilmut rimase a Cambridge ancora qualche anno dopo il conseguimento del titolo di dottore, studiando le tecniche per congelare embrioni di bovini e persino facendo nascere un vitello a partire da un embrione congelato (lo chiamò Frosty, ghiacciolo). Come Willadsen che sarebbe stato il suo successore, Wilmut aveva una borsa di studio del Milk Board. Ma non gli venne mai in mente di essere una persona capace di infrangere le leggi della natura o di aggirarsi intorno ai recinti del possibile alla ricerca di varchi, come Willadsen. Wilmut piuttosto si adattò tranquillamente al metodo per tentativi ed errori, che applicò nella ricerca sulla congelazione dello sperma suino. "Avevamo un apparecchio che chiamavamo "cesso a quattro posti" per controllare le varie modalità di congelamento. L'apparecchio aveva quattro scomparti, in cui i thermos contenenti gli embrioni potevano essere raffreddati secondo quattro velocità." Fu con questo sistema che egli scoprì il metodo di congelamento migliore.
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Il primo progetto di Wilmut consistette nello studiare perché gli embrioni di mucca e di pecora morissero tanto spesso prima del termine della gravidanza. Era un problema grave per l'industria zootecnica, che subiva grosse perdite in seguito agli aborti degli animali allevati; molti di questi aborti avevano cause naturali, e si producevano anche quando gli embrioni non avevano subito alcuna manipolazione. D'altra parte era un problema che toccava la medicina in generale, dal momento che anche molti embrioni umani non giungono a termine. Wilmut aveva un mucchio di idee sulle ragioni per cui gli embrioni muoiono, ma si rese conto ben presto che controllare le sue ipotesi e ottenere risultati significativi avrebbe richiesto una grossa sperimentazione, su centinaia di animali. "Il problema era molto, ma molto difficile da risolvere", mi disse. "Ne parlammo e ne riparlammo senza trovare una via d'uscita." Tuttavia resistette e continuò a studiare il problema e i modi per affrontarlo fino al 1981, quando il Roslin Institute liquidò il progetto. L'amministrazione riconsiderò tutti i programmi di ricerca del centro e decise che quello di Wilmut non meritava di esser portato avanti. Wilmut venne invitato a occuparsi di un progetto di trasferimento di geni che comportava l'iniezione di geni in cellule embrionali. "E l'invito era un ordine", mi disse Wilmut. Che obbedì.
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Aggiungere geni a uova fecondate richiede una serie interminabile di ore passate al microscopio, a introdurre lentamente una siringa contenente i geni nelle microscopiche cellule embrionali. L'esperimento è destinato a fallire quasi sempre, poiché soltanto un embrione su cinque sopravvive all'iniezione e diviene un agnello - gli altri muoiono in seguito al trauma o per cause naturali nelle fasi successive. Soltanto una cellula su cento accoglie il gene aggiunto, e anche le poche che lo fanno non lo trattengono e non lo usano in tutte le loro cellule.
Poiché soffriva di un lieve tremito alle mani, Wílmut non era in grado di praticare la delicata iniezione. La cosa non gli dispiaceva. "Era l'unico vantaggio che mi dava il mio tremore", mi disse. Così, lavorò in collaborazione con uno scienziato appena assunto, che lo aiutò nel difficile compito di trovare i nuclei translucidi all'interno delle cellule uovo di pecora appena fecondate.
Era un lavoro noioso. Doveva esserci una strada migliore, pensava Wilmut. Forse avrebbe potuto far crescere cellule embrionali in laboratorio, aggiungervi i geni, quindi mescolare queste cellule embrionali con embrioni intatti, creando un embrione mosaico, proprio come Steen Willadsen aveva creato le sue chimere - pecore-capra e pecore-mucca - mescolando cellule embrionali.
L'idea era quella di aggiungere geni a cellule embrionali cresciute in laboratorio, usando grandi quantità di cellule e inondandole di geni, invece di iniettarli uno a uno in uova fecondate, aumentando così le probabilità che qualche gene potesse venire accettato. Normalmente le cellule sono impermeabili ai geni che fluttuano intorno a esse, ma è possibile aggiungere i geni insieme a fosfato di calcio, ingannando le cellule e inducendole a inghiottirli, come se fossero granuli di sale, oppure si possono sottoporre le cellule stesse a una scarica elettrica, costringendole ad aprire per un attimo i pori delle loro membrane esterne e a lasciar entrare i geni, oppure ancora si possono racchiudere i geni in una viscida capsula di lipidi, in modo che riescano a insinuarsi nelle cellule. Una volta aggiunti i geni alle cellule, ci si può servire di un test biochimico per isolare le cellule che stanno usando i geni - il test funzionerebbe un po' come un setaccio che lasciasse passare solo le cellule desiderate.
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Ma il progetto di Wilmut si rivelò più difficile di quanto apparisse a prima vista. Per riuscire ad aggiungere geni alle cellule embrionali, avrebbe dovuto far crescere milioni di cellule piatto dopo piatto, tenerle in vita e intatte - pronte a fondersi con un embrione appena formato e a prender dimora in esso. Quando gli scienziati tentarono di far crescere cellule embrionali precoci in laboratorio, scoprirono che l'impresa era piena di insidie. Le cellule morivano o si trasformavano in qualcosa di diverso, in una cellula simile a una cellula della pelle - lunga e filamentosa con appendici filiformi - piuttosto che a una cellula embrionale, liscia e sferica. Una volta mutate, le cellule divenivano inutilizzabili. Potevano esser mescolate con embrioni, ma queste ultime non le accettavano, ed esse non potevano in alcun modo entrare a far parte della creatura in via di sviluppo.
Quegli esperimenti con le cellule embrionali funzionavano con una sola specie - i topi.
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I ricercatori sui topi avevano una motivazione completamente diversa da quella di scienziati come Wilmut. Non avevano alcun interesse a produrre animali da allevamento con geni commercialmente validi aggiunti.
Gli specialisti della ricerca sui topi, piuttosto, volevano usare i geni per produrre topi in cui venissero create condizioni simili a quelle delle malattie umane, per poter studiare eventuali trattamenti su questi animali di laboratorio. Per esempio, per vedere se un gene umano contribuisce realmente a innalzare la pressione sanguigna, potevano aggiungere un gene a una linea di topi e osservare cosa accadeva alla loro pressione. E volevano anche vedere quale fosse la funzione di certi geni aggiungendoli a un topo o distruggendoli in un altro.
Se avessero lasciato la natura seguire il suo corso, gli specialisti dei topi si sarebbero trovati di fronte allo stesso problema che aveva incontrato Wilmut - non sarebbero cioè riusciti a far crescere cellule embrionali precoci in laboratorio e ad aggiungere geni, o a distruggerne. Ma gli esperti dei topi avevano trovato una soluzione - le cosiddette cellule ES, un'abbreviazione che designa un gruppo miracoloso di cellule note come Embryonic Stem Cells, cellule staminali embrionali.
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I biologi possono aggiungere geni alle cellule ES oppure distruggerli e quindi fondere le cellule ES alterate con un altro embrione di topo precoce. Le cellule ES sarebbero a questo punto cresciute come se avessero sempre fatto parte di quell'embrione.
L'embrione sarebbe stato un miscuglio di cellule Es e di cellule tratte dall'embrione originario, e l'animale che ne sarebbe risultato sarebbe stato una chimera - alcune cellule sarebbero derivate dalle cellule ES e sarebbero state portatrici delle alterazioni genetiche indotte in quelle cellule. Altre cellule degli animali sarebbero derivate da cellule embrionali intatte.
I ricercatori sui topi potevano anche creare animali che non erano chimere ma si componevano piuttosto di cellule interamente derivate dalla cellula ES alterata geneticamente. Bastava che producessero un embrione di topo, rimuovessero le cellule ES, le facessero crescere, quindi aggiungessero il gene extra alle cellule ES. A questo punto avrebbero trovato l'unica cellula su un milione che aveva accettato il gene e lo stava usando, e aggiunto quella cellula geneticamente alterata a un altro embrione di topo per creare un topo mosaico. Alcune cellule e alcuni tessuti del topo mosaico avrebbero avuto il gene aggiunto e altri no. I ricercatori avrebbero cercato un topo mosaico che avesse il gene aggiunto nelle ovaie o nei testicoli. Tutto lo sperma o tutte le uova del topo avrebbero avuto quel gene, come peraltro la sua progenie. Una volta scoperto un maschio con il gene nei testicoli o una femmina con il gene nelle ovaie, bastava procedere all'accoppiamento per avere una progenie con quel gene in ogni cellula del corpo.
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C'era tuttavia un'altra tecnica, che sarebbe stata molto più semplice, se soltanto avesse funzionato. Forse Wilmut poteva prendere cellule meno precoci, da feti o addirittura da adulti, farle crescere in laboratorio e aggiungervi geni. Le cellule fetali e adulte crescono facilmente in laboratorio e non è difficile ottenerne grandi quantità. Il problema è che non si possono aggiungere queste cellule più vecchie, già specializzate, a un embrione precoce e aspettarsi che semplicemente divengano parte di quell'embrione, come fanno le cellule ES. L'unico modo per aggirare il problema era quello di clonare le cellule più vecchie una volta che i loro geni fossero stati alterati. La difficoltà era che la maggior parte degli scienziati riteneva che la clonazione fosse possibile solo a partire da cellule embrionali non specializzate.
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Finalmente, nel 1986, Wilmut raccolse una voce che cambiò la sua vita - venne cioè a sapere che Steen Willadsen aveva clonato embrioni di mucca di 60-120 giorni. Wilmut era andato in Irlanda per un convegno scientifico. Un giorno, finiti i lavori, entrò in un pub e si mise a chiacchierare e scherzare con altri scienziati. Al banco avviò una conversazione con Geof Mahon, un veterinario che aveva lavorato con Willadsen a Grenada Genetics, e questi gli confidò quel che Willadsen aveva fatto. Wilmut immediatamente si rese conto del significato di quell'impresa e si disse che se Willadsen aveva clonato cellule embrionali più vecchie, forse sarebbe stato possibile clonare anche cellule più avanzate, fetali se non addirittura adulte. In altre parole, non ci sarebbe stata alcuna barriera biologica contro la clonazione. "Pensai che se quella storia era vera - e tenga presente che si trattava solo di una chiacchiera da bar - avremmo potuto prendere le cellule da animali d'allevamento", mi disse Wilmut.
"Tornai a casa come illuminato", proseguì. Rientrò in Scozia con il direttore di ricerca del Roslin Institute, Roger Land. Seduti l'uno accanto all'altro nella stretta fila di poltrone dell'aereo che volava sopra il mar d'Irlanda, Wilmut e Land tutti eccitati progettarono le prossime mosse. "Gli dissi: ‘Dobbiamo guardarci bene dentro’."
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Il 10 ottobre 1987 Wilmut ebbe il primo incontro con gli sponsor privati da cui sperava di ottenere il finanziamento per realizzare il suo progetto di ricerca sulla clonazione. La prima reazione degli sponsor fu estremamente cauta, mi disse Wilmut. Era ancora il momento in cui le imprese andavano proclamando a gran voce che avrebbero riempito il mondo di vacche clonate da embrioni. Alcuni scienziati di grande esperienza stavano clonando. "Si aveva la sensazione che il campo fosse in rapido movimento. La domanda che ci ponevamo era: "Val la pena mettersi su questa strada?"." Gli americani erano già molto avanti, dicevano gli sponsor. Wilmut obiettò che non sapeva di nessuno che stesse lavorando su un progetto come il suo, e che quindi l'esperimento meritava di esser fatto. Naturalmente poteva aver successo, e non contava molto il fatto che gente come Willadsen stesse lavorando sulla clonazione da anni. "Gli scienziati sono arroganti, non è vero?", si chiese stupito.
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Finalmente il danaro arrivò e Wilmut si mise a cercare un biologo cellulare specializzato nel campo. Un dottorando del Roslin Institute, Lawrence Smith, aveva tentato alcuni esperimenti di clonazione prima che Wilmut incontrasse Steen Willadsen. Smith aveva osservato che il successo della clonazione sembrava connesso a quello che egli chiamava il ciclo cellulare. Le cellule seguono nella crescita un certo schema che comporta la verifica del loro DNA per correggere eventuali errori nel codice genetico. Immediatamente dopo essersi divise, le cellule entrano in uno stadio detto G1, una sigla che sta per "gap 1", stadio in cui procedono a un controllo per accertarsi che il loro DNA sia intatto, per poi cominciare a ingrandirsi, crescendo di dimensione. A questo punto le cellule entrano in una nuova fase, detta S, per "sintesi", in cui copiano il loro DNA preparandosi a dividersi. La fase S è seguita da una fase detta G2, per "gap 2 ", in cui le cellule controllano il loro DNA alla ricerca di errori che potrebbero esser sopravvenuti durante la copia del DNA. Le cellule crescono anche di dimensione nella fase G2. Lo stadio finale è contrassegnato dalla lettera M, per mitosi, in cui le cellule effettivamente si dividono in due e il processo parte di nuovo.
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L'potesi del ciclo cellulare era molto interessante, pensò Wilmut, ma Smith, un veterinario, non aveva gli strumenti per analizzarla più a fondo. "Lawrence pensava che il ciclo cellulare fosse la chiave che apriva la via alla clonazione", mi disse Wilmut. "Si rese perfettamente conto che era importante. Ma non capiva le implicazioni del fenomeno a livello di biologia cellulare." Così, non appena Wilmut ebbe sufficienti fondi di ricerca, "una delle prime cose che feci fu assumere un biologo del ciclo cellulare. Non doveva essere un embriologo. Mi serviva soltanto qualcuno con una buona competenza sui cicli delle cellule".
Trovò Keith Campbell, un tenace inglese con lunghi capelli castani che gli scendono mossi sino alle spalle, un tipo che si definisce "un accanito scalatore e un buon ciclocrossista": tutta la sua carriera scientifica, dopo che ebbe abbracciato l'embriologia, sembrava prepararlo a quel momento.
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Campbell vide presentarsi la sua occasione quello stesso anno, quando da un annuncio seppe che il Roslin Institute cercava un esperto in cicli cellulari da affiancare a Ian Wilmut. Rispose immediatamente e fu assunto, iniziando subito a studiare il problema della clonazione. Nel corso del 1993 abbandonò le mucche per lavorare sulle pecore. "In Scozia le pecore costano pochissimo, quasi nulla", mi disse Campbell. "In certi casi, una pecora costa più o meno un centesimo di una vacca. Si possono avere cento pecore al prezzo di una vacca."
Gli scienziati stavano ancora sognando di trovare cellule ES nelle mucche e nelle pecore, mi disse Campbell. "Ma io conoscevo il lavoro di John Gurdon, e mi dissi: "Non c'è bisogno di cellule ES". Basandosi su quel lavoro, si poteva ottenere una quantità di nuclei da una quantità di cellule differenti su cui lavorare" in vista della clonazione. "Il problema stava tutto nel trovare il modo giusto per farlo", concluse.
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Un'idea sembrava essere quella di mettere tutte le cellule in stato di riposo cessando di alimentarle. Le cellule hanno un meccanismo di protezione naturale che usano quando sarebbe una follia crescere. In questi casi si mettono in uno stato di animazione sospesa che i biologi chiamano G0, per "gap zero", a significare quella "lacuna" del ciclo cellulare. Campbell pensò che se avesse affamato le cellule sino a portarle sulla soglia della morte, esse si sarebbero tutte sincronizzate sullo stadio G0. Quindi si sarebbero trovate nello stato ideale per la clonazione.
"Quando ci pensai, mi parve logico", mi disse Campbell. "Lo stadio G0 del ciclo cellulare è stato ignorato a lungo, ma contribuisce al processo di differenziazione." Un'ipotesi era che quando le cellule si differenziano, o si sviluppano sino a divenire cellule specializzate, devono ridisporre le proteine che mascherano la maggior parte del loro DNA. Una cellula specializzata, per esempio una cellula del fegato, o del cervello, usa solo il dieci per cento circa dei suoi geni, cioè quelli strettamente necessari per svolgere non solo le funzioni di base, come digerire gli elementi nutritivi, ma anche le funzioni specializzate che fanno del fegato il fegato e del cervello il cervello. La grande maggioranza dei geni di una cellula rimane nascosta dietro un rivestimento di proteine e non viene usata.
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Campbell e Wilmut avevano abbastanza danaro per lavorare sul progetto due mesi circa. Poiché non era stagione di accoppiamento per le pecore, era impossibile avere uova di pecora mature su cui lavorare, così i due scienziati passarono alle mucche, che possono accoppiarsi in tutto l'arco dell'anno. Affamarono alcune cellule fetali della pelle, costringendole a entrare nello stato G0, quindi tentarono la clonazione. I primi risultati furono promettenti. Le cellule in questione erano differenziate, così, in teoria, non avrebbero dovuto funzionare affatto nella clonazione. Ma le uova assunsero il materiale genetico dalle cellule fetali e crebbero sino a divenire blastocisti. Non era un esperimento riuscito di clonazione, perché non era stato impiantato l'embrione in una madre surrogata. Ma era comunque un primo passo.
Tuttavia, mi disse Wilmut, "stavamo ancora spasimando per le cellule ES". L'ottobre successivo, i due scienziati cominciarono di nuovo a cercare quelle miracolose cellule che funzionavano tanto bene nei topi, rendendo la clonazione non necessaria. Campbell prese alcune cellule da embrioni di pecora di nove giorni e cominciò a farle crescere in laboratorio. Sulle prime parvero simili a cellule ES, ed egli trovò la cosa incoraggiante. Ma successivamente mutarono, appiattendosi ed emettendo appendici ramificate, fino a divenire in qualche modo simili a cellule della pelle. Erano, senz'ombra di dubbio, differenziate. E nessuno sino a quel momento era mai riuscito a clonare da cellule di quel tipo.
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Wilmut scompose il processo di crescita delle cellule embrionali precoci in tre fasi. Nella prima, le cellule rimanevano intatte nell'embrione - erano cellule rotonde e lisce che non mostravano segni esterni di differenziazione. Una volta rimosse dall'embrione e cresciute in laboratorio per qualche tempo, apparivano come cellule ES, sempre rotonde e lisce ma capaci di produrre proteine formate da cellule differenziate e non da cellule embrionali. Alla fine, a mano a mano che continuavano a crescere in laboratorio, le cellule si differenziavano, divenendo lunghe e filamentose, simili a cellule della pelle.
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Così cominciarono. Campbell tentò il suo trucco di affamare le cellule embrionali per farle entrare nello stato G0 prima di tentare il clonaggio. Poi tentò di clonare, l'una dopo l'altra, le cellule prese direttamente da embrioni precoci, le cellule embrionali cresciute per un breve periodo in laboratorio quindi affamate per farle entrare nello stato G0 e infine le cellule embrionali affamate che si erano differenziate in laboratorio.
Ma a questo punto accadde qualcosa di straordinario. Con grande stupore di Campbell e di Wilmut, risultò che non aveva importanza se le cellule fossero state prese direttamente da un embrione o se non somigliassero neppur più a cellule embrionali. Una volta entrate nello stadio G0, le uova di pecora accettavano il DNA delle cellule e lo usavano. Le uova si trasformavano in embrioni.
Campbell era raggiante, e cominciava a pensare che il suo nome sarebbe passato alla storia. Nessuno era mai riuscito a clonare partendo da cellule cresciute in laboratorio e mutate di forma. Eppure egli aveva clonato tre embrioni da cellule che avevano cominciato a differenziarsi, appiattendosi sino ad assumere l'aspetto di cellule della pelle.
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Tutti questi cloni venivano da pecore di montagna gallesi, una varietà dal mantello bianco e dal pelo ricciuto. Le madri surrogate erano pecore di razza Blackface, che, come dice il loro nome, hanno il muso nero. Di pelo lungo e ispido, sono più grandi delle pecore di montagna. Se l'esperimento fosse andato a buon fine, gli agnelli risultanti avrebbero dovuto somigliare pochissimo alle madri surrogate e molto ai genitori genetici, cioè a pecore di montagna gallesi.
A mano a mano che la gravidanza si protraeva, Campbell era sempre più eccitato. Cinque delle quattordici gravidanze procedevano regolarmente. I feti avevano un cuore che batteva, si muovevano nel ventre della madre e i ricercatori potevano vederli con l'ecografia.
Nelle sei settimane precedenti il presunto momento del parto, Campbell cominciò a dormire nel suo studio, piccolo e disordinato, ogni notte, svegliandosi ogni ora per controllare le pecore pregne. "Non volevamo assolutamente perdere quegli agnelli", mi disse.
Nel luglio del 1995, le pecore entrarono in travaglio e diedero alla luce cinque agnelli. Due morirono a pochi minuti dalla nascita. Un terzo morì dieci giorni dopo - aveva un buco nel cuore, un difetto congenito piuttosto comune negli agnelli di montagna del Galles. Ma i due sopravvissuti erano cloni delle cellule differenziate. Campbell e Wilmut li battezzarono Megan e Morag. Erano gemelli identici, clonati dallo stesso embrione le cui cellule erano cresciute in laboratorio.
Campbell e Wilmut scrissero una relazione per Nature, annunciando il successo della loro impresa.(2) Il pezzo venne pubblicato il 7 marzo 1996 e fu accompagnato da un editoriale scritto da Davor Solter, lo scienziato che dieci anni prima, sulle colonne della stessa rivista, aveva proclamato che la clonazione dei mammiferi era impossibile. Questa volta, Solter concluse il suo intervento in modo molto diverso: "Clonare mammiferi da cellule adulte sarà notevolmente più difficile, ma non può più essere considerato impossibile. Anzi, potrebbe essere una buona idea cominciare a pensare a come far uso di un'opzione del genere".(3)


NOTE

  • 1. Keith Schneider, "Better Farm Animals Duplicated by Cloning", The New York Times, 17 febbraio 1988, p. A1.
  • 2. K.H.S. Campbell et al., "Sheep Cloned by Nuclear Transfer from a Cultured Cell Line", Nature, 380, 7 marzo 1996, pp. 64-66.
  • 3. Davor Solter, "Lambing by Nuclear Transfer", Nature, 380, 7 marzo 1996, p. 25.